Wie sieht ein Roboterarm aus, der für die „Mensch-Computer-Interaktion“ konzipiert ist?

Dieser Roboterarm legt Wert auf „Sicherheit“ und „Flexibilität“ und ist sogar leichter als ein menschlicher Arm. Es handelt sich um einen zweiarmigen Roboter aus Südkorea – Ambidex.

Im Jahr 2019 stellten wir seinen Prototyp vor, der von NAVER LABS entwickelt wurde. Die Muttergesellschaft NAVER ist als „Google Südkoreas“ bekannt.
Damals hatte Ambidex nur zwei Arme. Als wir uns nach 5 Jahren wieder trafen, sah es eher wie ein Mensch aus.

Die größte Änderung besteht darin, dass mit Kopf + Rumpf + Taille die Bewegungsfreiheit und Stabilität erheblich verbessert wurden.

Ambidex hat auch seine haptischen Geräte verbessert und kann jetzt komplexere Aufgaben erledigen, beispielsweise seinen „Kollegen“ beim Waschen des Gesichts helfen:

Auch in der Küche bin ich ein gutes Händchen. Ich werde eine Süßkartoffel schälen, damit du sie essen kannst:

Wenn Sie nichts zu tun haben, können wir uns unterhalten und Tischtennis spielen:

▍Kabelantrieb + neues Design im minimalistischen Stil

Der AMBIDEX-Arm verwendet einen kabelgetriebenen Mechanismus, der alle Hochleistungsantriebe auf die Schulter- und Körperteile platziert, wodurch das Gewicht des Arms reduziert wird. Ein einzelner Roboterarm wiegt nur 2,6 Kilogramm und ist damit leichter als der Arm eines erwachsenen Mannes.

Ein leichterer Arm steht für Sicherheit und Flexibilität und ermöglicht ihm eine sichere Interaktion mit Menschen, beispielsweise durch Umarmen und Händeschütteln:

Trotz seines geringen Gewichts hält AMBIDEX einem Gewicht von 3 kg stand und kann mit einer maximalen Geschwindigkeit von 5 m/s laufen.

Wie der menschliche Arm verfügt auch der Ambidex-Arm über 7 Gelenkfreiheitsgrade. Beamte sagen, dass sein innovativer Mechanismus gleichzeitig die Kraft und Stärke jedes Gelenks steigern kann und so das gleiche Maß an Kontrolle, Leistung und Präzision wie Industrieroboter ermöglicht!

Nach dem Hinzufügen neuer Kopf-, Rumpf- und Taillendesigns sieht Ambidex cooler aus. NAVER LABS sagte jedoch, dass sie die Forschungseffizienz nicht zugunsten des Außenimages opfern wollten und wählten daher einen „minimalistischen Stil“ im Erscheinungsbild. Das Design nutzt schwarze Bereiche, um Sensoren und verschraubte Komponenten zu verbergen und so die visuelle Komplexität zu reduzieren.

Gleichzeitig hat NAVER LABS unter Berücksichtigung der Bewegung des Roboters und der Bequemlichkeit der Montage die Abdeckungskonfiguration minimiert und sich auf die Details der Trennlinie konzentriert, damit die Abdeckung getrennt werden kann, wobei die Verkabelung erhalten bleibt und sie gleichzeitig als Designelement neu interpretiert wird , während der Anzeige Unter Beibehaltung der Grundstruktur wird die visuelle Ausgewogenheit und Einheitlichkeit insgesamt maximiert.

Weitere technische Highlights des „Humanoid Ambidex“ hat NAVER LABS noch nicht bekannt gegeben, die Bewegungen wirken aber durchaus flüssiger und flexibler.

▍Erlernen Sie die „physische Intelligenz“ des Menschen.

Schauen Sie genau hin: Wenn Ambidex verschiedene Aufgaben ausführt, steht hinter ihm ein Mitarbeiter, der seinen Ruhm und seine Erfolge verbirgt:

Es scheint, dass das Personal Ambidex kontrolliert, aber in Wirklichkeit lernt Ambidex menschliche „physische Intelligenz“. Im Gegensatz zu den meisten Roboterarmen, die sich auf der Grundlage vorab eingegebener Positionsinformationen bewegen, ist Ambidex für die „Mensch-Computer-Interaktion“ konzipiert und muss bei unstrukturierten täglichen Aufgaben absolute Sicherheit gewährleisten.

Was ist also die körperliche Intelligenz des Menschen? NAVER LABS sagte: Zusätzlich zu den bewussten Aktivitäten, wenn Menschen mit der äußeren Umgebung interagieren, gibt es viele Dinge, die unbewusst sind. Zum Beispiel: Beim Verschmieren von Marmelade berücksichtigt der Mensch nicht jede Bewegung der Finger oder die winzige Kraft, die auf Handgelenk und Finger ausgeübt wird. Das auf dieser körperlichen Erfahrung basierende Wissen und die Intelligenz werden „körperliche Intelligenz“ genannt.

Um Robotern „physische Intelligenz“ zu vermitteln, hat NAVER LABS ein taktiles Gerät entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Steuergeräten liefert das taktile Gerät von Ambidex Positions- und Kraftdaten auf bilaterale Weise. Dadurch kann der Benutzer nicht nur Befehle an den Roboter senden, um seine Position zu ändern, sondern auch die Kräfte spüren, denen der Roboter ausgesetzt ist. Menschen steuern Roboter über taktile Geräte, um Aufgaben auszuführen, und gleichzeitig erwerben Roboter indirekt menschliche physische Intelligenz.

▍Taktile Geräte-Upgrades, vom Schälen von Süßkartoffeln bis zum Tischtennisspielen

Sehen wir uns an, wie Ambidex taktile Geräte zum Schälen von Süßkartoffeln verwendet:

Obwohl es einfach erscheint, wird die gesamte Aktion durch die Kraftsteuerung des Roboters und die bilaterale Kraftübertragung des haptischen Geräts ausgeführt. Wenn einer von beiden nicht richtig funktioniert, entsteht übermäßige Reibung zwischen dem Messer und der Kartoffel, wodurch möglicherweise die Zutat, das Werkzeug oder der Roboter selbst beschädigt werden.

„Süßkartoffeln schälen“ zeigt nur das taktile Gerät der ersten Generation von Ambidex, das anschließend von NAVER LABS weiterentwickelt wurde. Haptic Device 2.0 verfügt über einen größeren Bewegungsraum und auch die Aufgabenleistung bei komplexen und detaillierten Bewegungen wurde erheblich verbessert, darunter: die Geschwindigkeit, mit der der Roboter auf die Bewegungen des Bedieners reagiert, und die Effizienz, mit der Benutzer die vom Roboter empfundenen Kräfte spüren .

Das verbesserte haptische Gerät kann komplexe Aufgaben mit schnellen Bewegungen ausführen, beispielsweise beim Tischtennisspielen, bei dem der Schläger schnell in die richtige Position gebracht werden muss, um sich an den ankommenden Ball anzupassen.

Im Moment des Aufpralls (wenn der Ball geschlagen wird) muss er sich mit ausreichender Geschwindigkeit und in die richtige Richtung bewegen. Wäre die Trägheit des haptischen Geräts etwas größer oder gäbe es eine Verzögerung bei der Übertragung der Stärke und Richtung der Kraft von der menschlichen Bewegung auf den Roboter, wäre die Ping-Pong-Demonstration nicht erfolgreich.

Obwohl Ambidex noch nicht die autonome Ausführung von Aufgaben erreicht hat, ist dieser Tag vielleicht nicht mehr allzu weit entfernt, denn das Ziel von NAVER LABS besteht darin, bilaterale haptische Geräte als wirksames Werkzeug zur Erfassung hochwertiger Trainingsdaten zu nutzen, um das Intelligenzniveau von Ambidex zu verbessern und letztendlich eine autonome Ausführung erreichen. Aufgabe.

▍Fazit:

Die Technologie-Roadmap von NAVER LABS für Ambidex ist klar erkennbar. Erfassung hochwertiger Mensch-Computer-Interaktionsdaten über bilaterale taktile Geräte, um das intelligente Modell des Roboters zu trainieren. Diese Idee des „kollaborativen Lernens zwischen Mensch und Maschine“ kann als wichtige technologische Innovation bezeichnet werden.

Aus Sicht der technischen Umsetzung werden sich die Qualität und der Reichtum der von bilateralen taktilen Geräten gesammelten Daten direkt auf die Leistung intelligenter Roboteralgorithmen auswirken. NAVER LABS muss hinsichtlich Hardwaredesign, Sensorauswahl, Signalverarbeitung und anderen Aspekten weiter optimiert werden, um die Genauigkeit, Echtzeit und Vielfalt der Daten sicherzustellen. Gleichzeitig ist es auch eine zentrale Herausforderung, ein effizientes Framework für maschinelles Lernen zu entwerfen, um gängige Verhaltensmuster und Entscheidungsstrategien aus umfangreichen und komplexen interaktiven Daten zu extrahieren. Dies erfordert systematische Forschung in den Bereichen Deep Learning, Reinforcement Learning, Transfer Learning und anderen Bereichen.

Darüber hinaus ist die datengesteuerte Intelligenzverbesserung eng mit dem elektromechanischen Steuerungssystem des Roboters verknüpft. Wenn Ambidex endlich einen autonomen Betrieb erreichen will, muss es neue Durchbrüche in der Bewegungsplanung, Kraftsteuerung und geschickten Bedienung erzielen. Wie erreicht man beispielsweise präzises Greifen und Bedienen auf Basis von visuellem und taktilem Feedback? Wie bewahrt man Gleichgewicht und Robustheit in einem dynamischen Umfeld? Dabei handelt es sich um technische Schwierigkeiten, die dringend überwunden werden müssen.

Im Allgemeinen ist der von NAVER LABS für Ambidex entwickelte technische Entwurf praktisch und machbar, und seine Entwicklungsidee, dass „Menschen Maschinen führen und datengesteuert sind“, stellt die Spitzenrichtung der Robotikforschung dar. Derzeit befindet sich Ambidex noch in der Phase der Technologieakkumulation und iterativen Optimierung. Um wirklich zu einem vollständig autonomen intelligenten System heranzuwachsen, muss es weiterhin Anstrengungen auf mehreren Ebenen unternehmen, wie z. B. Wahrnehmung, Kognition, Entscheidungsfindung und Kontrolle.

humanoider Roboter;

KI-Roboter;

KI-Dienstroboter.