Роботы, которые «чувствуют» звук, могут помочь в сельскохозяйственных работах

Ученые создали роботизированную систему ощущений, которая позволяет машинам определять прикосновение посредством звуковых волн, а не зрения или давления.

Система, получившая название SonicBoom, использует звук для определения места и объекта, к которому прикасается роботизированная рука, как впервые сообщил Spectrum. Исследователи отмечают, что эта технология особенно перспективна для сельскохозяйственного применения, где роботы обычно испытывают трудности, двигаясь среди виноградных лоз и кустарников.

Многие роботы сегодня зависят от маленьких тактильных датчиков на основе камеры, объясняет Муниёнг (Марк) Ли, аспирант Карнеги-Меллонского университета и со-разработчик системы.

Эти датчики регистрируют прикосновение, наблюдая за тем, как деформируется гелевая подушечка, но они могут быть легко заблокированы листьями или повреждены в суровых сельскохозяйственных условиях, как сообщает Spectrum. Датчики давления — другой вариант, но для того чтобы они были полезны, они должны покрывать весь робот, что делает их дорогими и хрупкими.

SonicBoom работает иначе. Система содержит несколько крошечных микрофонов, встроенных в роботизированную руку, которые регистрируют вибрации, возникающие при контакте робота с предметами. Анализируя незначительные различия в сигналах, система точно определяет место контакта — с удивительной точностью.

В лабораторных испытаниях SonicBoom обнаружил контакт с точностью менее полсантиметра. Система сохраняла свою производительность при обнаружении новых материалов, таких как пластик и алюминий, несмотря на то что ранее не обучалась работе с этими материалами.

Исследователи обучили систему, более 18 000 раз ударив робота деревянной палкой. Теперь они работают над тем, чтобы научить SonicBoom распознавать, с каким объектом он соприкасается — листом, веткой или стволом дерева.

Ли отметила, что: «С SonicBoom вы можете на ощупь тапать вокруг и знать, где происходит [contact happens], но в конечном итоге для робота действительно важная информация заключается в следующем: могу ли я продолжать толкать, или я ударяюсь о крепкий ствол и должен пересмотреть, как двигать свою руку?»

Ли добавила, что, хотя перспективы обнадеживающие, реальные фермерские тесты еще предстоит провести.