Зачем в Мичигане учат роботов различать цвета руками
В Университете штата Мичиган (MSU) сосредоточились на обучении роботов использованию цветов. Это необходимо для восприятия, распознавания и «понимания» того, как манипулировать объектами.
Специалисты создают оптическую систему, которая поможет прилагать нужную силу, позволяя роботам различать мягкие и хрупкие предметы.
Для понимания замысла важен термин «фотоупругость». Фотоупругий (пьезооптический) эффект — это изменение показателя преломления света в твёрдых телах под действием механических напряжений. Проще говоря, стиснув предмет из специального прозрачного материала, по светопреломлению в нём можно определить силу воздействия. А если захват робототехнической руки покрыть таким материалом, то можно на основе фотоупругости «ощущать» прилагаемое к объектам усилие.
Использование эффекта основано на свойстве двулучепреломления, которое присуще некоторым прозрачным материалам. Двойное лучепреломление — это явление, при котором луч света, проходящий через материал, проявляет два показателя преломления.
Очень важно для создания новой робототехнической линейки устройств, что при напряжении в таких материалах возникают так называемые изохроматические узоры. Они-то и связаны с цветом и необходимостью придать роботам цветовое восприятие. На самом деле явление это видели многие из нас, так что можно не идти дальше тропой научных определений, а просто привести изображение.

Перед нами — узоры напряжения в пластиковом транспортире, очевидные при перекрёстной поляризации света.
Доцент кафедры машиностроения MSU, инженер-механик Шаотин Линь рассказал, что они с коллегами работают над объединением фотоупругого геля в оптическую систему, которая будет распознавать усилие. С помощью компьютерного зрения система послужит как составляющая гелевых роботов.
— Линь.
В проекте учёные используют устойчивые к усталости материалы, то есть достаточно долговечные фотоупругие гели. За измерения отвечает механическая фотометрическая система, которая оценивает силу. А также потребовалось разработать алгоритмы машинного обучения.
Различные коллективы специалистов уже много лет конструируют роботов с мягкими руками и системами компьютерного зрения. Если довести такие технологии до определённого совершенства, это снизит затраты на ручной труд (то есть на наём живой силы) и повысит эффективность применения в различных целях, начиная от уборки яблок и заканчивая использованием роботов-хирургов.
Ученый считает, что обучение роботов восприятию цветов продвинет их использование во всём — от сбора нежных ягод до улучшения навыков механических домашних помощников, и так далее.
Долгосрочная цель разработки — сократить фундаментальный разрыв между тактильным восприятием роботов и осязанием человека. Успех стал бы ещё одним шагом в создании роботов следующего поколения.
Специалисты создают оптическую систему, которая поможет прилагать нужную силу, позволяя роботам различать мягкие и хрупкие предметы.
Для понимания замысла важен термин «фотоупругость». Фотоупругий (пьезооптический) эффект — это изменение показателя преломления света в твёрдых телах под действием механических напряжений. Проще говоря, стиснув предмет из специального прозрачного материала, по светопреломлению в нём можно определить силу воздействия. А если захват робототехнической руки покрыть таким материалом, то можно на основе фотоупругости «ощущать» прилагаемое к объектам усилие.
Использование эффекта основано на свойстве двулучепреломления, которое присуще некоторым прозрачным материалам. Двойное лучепреломление — это явление, при котором луч света, проходящий через материал, проявляет два показателя преломления.
Очень важно для создания новой робототехнической линейки устройств, что при напряжении в таких материалах возникают так называемые изохроматические узоры. Они-то и связаны с цветом и необходимостью придать роботам цветовое восприятие. На самом деле явление это видели многие из нас, так что можно не идти дальше тропой научных определений, а просто привести изображение.

Перед нами — узоры напряжения в пластиковом транспортире, очевидные при перекрёстной поляризации света.
Доцент кафедры машиностроения MSU, инженер-механик Шаотин Линь рассказал, что они с коллегами работают над объединением фотоупругого геля в оптическую систему, которая будет распознавать усилие. С помощью компьютерного зрения система послужит как составляющая гелевых роботов.
Такие возможности восприятия помогут роботу очень деликатно обращаться с мягкими и хрупкими объектами
— Линь.
В проекте учёные используют устойчивые к усталости материалы, то есть достаточно долговечные фотоупругие гели. За измерения отвечает механическая фотометрическая система, которая оценивает силу. А также потребовалось разработать алгоритмы машинного обучения.
Различные коллективы специалистов уже много лет конструируют роботов с мягкими руками и системами компьютерного зрения. Если довести такие технологии до определённого совершенства, это снизит затраты на ручной труд (то есть на наём живой силы) и повысит эффективность применения в различных целях, начиная от уборки яблок и заканчивая использованием роботов-хирургов.
Ученый считает, что обучение роботов восприятию цветов продвинет их использование во всём — от сбора нежных ягод до улучшения навыков механических домашних помощников, и так далее.
Долгосрочная цель разработки — сократить фундаментальный разрыв между тактильным восприятием роботов и осязанием человека. Успех стал бы ещё одним шагом в создании роботов следующего поколения.
- Дмитрий Ладыгин
- nature.com; wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Так рано еще никогда не было: полярный вихрь начал разрушаться уже в ноябре. Чем это грозит России?
Ученые давно замечали тревожную тенденцию, но такого поворота не ждали даже они...
Возможно, целлофановые пчелы — спасение человечества: они миллионы лет делают то, что нужно нам как воздух
Поразительно, но удивительный продукт ученые нашли почти полвека назад, но почему-то до последнего времени не обращали на него внимания...
Ненужный рай: 1500-километровое путешествие показало, почему древние люди обходили стороной Зеленую Аравию
Выяснилось, что питьевая вода еще не делает местность пригодной для жилья. Племенам из древности требовалось еще кое-что необходимое...
Новый рецепт апокалипсиса: даже небольшая ядерная боеголовка на орбите гарантировано выведет из игры 99% аппаратов за считаные дни
Однако самое опасное, по словам ученых, начнется позже. Почему космос будет фактически закрыт?...
Ученые использовали «психомантеум», чтобы вызвать призраков. А потом началось странное
Исследователи сами не до конца понимают, что зафиксировали приборы во время эксперимента...
Древние майя настолько любили красный цвет, что в итоге эта страсть, возможно, стала одной из причин гибели цивилизации
Ученые нашли доказательства, как яркая краска способствовала краху великой империи...
Авиация в США наконец-то уходит… с дискет: почему так поздно и как с этим обстоят дела в России?
Американцы потратили на выход из 90-х чудовищные суммы, но далеко не факт, что все заработает в срок и как надо...
Загадочный астероид неожиданно ускорился: у астрофизиков заканчиваются объяснения и гипотезы
Пожалуй, это самый интересный космический детектив за последнее время, и пока он далек до финала...
Настоящий Ковчег Завета, возможно, спрятан в Эфиопии: почему его может видеть только один человек?
Этой истории 3000 лет, но она до сих пор далека от своего завершения...
Наша Вселенная скреплена невидимым галактическим клеем: и без него нас бы не было
По словам ученых, «склеивание» произошло уже в первые секунды существования мироздания...
Усиленно боролись за чистоту, но просчитались: как роковая ошибка властей поставила под угрозу целый средневековый город
Норвежский Тронхейм был самым чистым в Европе, однако руководству города этого показалось мало. Хотели как лучше, а получилось как всегда...
В России создана революционная упаковка: молоко будет свежим целый месяц
Разбираемся: не испортился ли вкус продукта и когда ожидать чудо-пачки в продаже...
Парадокс Древнего Перу: жили мирно, но при этом приносили массовые и жестокие человеческие жертвы. Почему?
Ученый рассказал, какую роль в истории сыграл Эль-Ниньо и почему ритуальные убийства совершали «без гнева и конфликта»...
Назад в будущее: в России вернут проводное радио. Зачем? Почему спорят эксперты?
В технологию уже вложено более миллиарда рублей, а МЧС называет проводное радио лучшим способом оповещения на сегодня...
Тайна скифской ДНК: что поразило российских ученых, когда они заглянули в геном легендарных кочевников древности
Оказалось, что 2500 лет подряд историки ошибались в происхождении этого народа. Теории и учебники придется серьезно переписать...