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2022 年,機器人終於會剝香蕉皮了

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剝開一個香蕉需要幾步

剝開一個香蕉需要幾步?拿起香蕉,用一隻手捏著香蕉皮,剝開。或許有的人會糾結一下要從頭部開始還是從尾部開始,但不損壞香蕉的同時剝皮是一件輕鬆不費時的事。

圖片來自:Gettys Images對於人來說,剝香蕉皮當然並不是什麼難事(對一些猩猩和猴子來說似乎也是如此)。但對於機器人來說,就不一定了。

圖片來自:Daily Mail東京大學的一個研究團隊(研究人員包括 Heecheol Kim, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi )開發了一個機器人,可以在不破壞香蕉果肉的情況下成功剝掉香蕉皮。不過它目前的成功率只有約 57%。

圖片來自:YouTube在我們看來似乎不費吹灰之力的剝香蕉,其實是個精細的過程。每次剝皮時,手裡的香蕉在形狀、大小、成熟度和整體狀況上都會有差異,只是大腦在每次剝皮時都會做出快速反應並做出決定。對於機器人來說,這個反應並決定的過程就需要長時間的學習。

圖片來自:YouTube東京大學研究團隊開發的這個雙臂機器人,有兩個 UR5(通用機器人)機械手和兩個運動學引數與 UR5 相同的控制器,雲臺上安裝了一個 ZED 迷你立體相機,相機固定在一個可以觀察香蕉的位置。人類操作員控制機器人時,透過頭戴式顯示器(HMD)看到立體相機裡的影象。顯示器上安裝了眼動儀,用於實時測量操作者的注視位置。

圖片來自:arXiv為了訓練機器人剝香蕉,研究人員使用了大量人類演示的香蕉剝皮過程,用這些資料透過「深度模仿學習」進行訓練。在這個機器人長達 13 個小時的訓練裡,剝香蕉的過程被分解為 9 個步驟:抓住香蕉;

舉起被抓住的香蕉;

伸右側手抓住香蕉尖;

剝去香蕉尖;

右側手靠近右邊的果皮;

右手握住果皮並剝開;

旋轉香蕉重新定位,讓右手能碰到左邊果皮;

右手靠近左側果皮;右手握住左邊果皮並剝開。

圖片來自:arXiv在長時間的深度學習後,在成功的測試中,機器人可以在約 3 分鐘的時間裡剝完一根香蕉。當然也有失敗的時候,香蕉可能會從機械手中滑下來,在剝皮時可能會擠壓果肉……因此目前成功剝皮的機率只有 57% 。

圖片來自:arXiv這些資料說明,機器人距離擁有這項技能還有很多可改進的空間。因此,研究團隊現在的目標是改進機器人的技能,提高它的速度和可靠性,也希望它可以在除香蕉剝皮之外的其他精細任務中發揮作用,從而幫助解決某些行業勞動力短缺的問題。

Chipotle 餐廳 的 Chippy,圖片來自:cnBeta比如,它可以在勞動力短缺的餐飲業當個「機器員工」。其實,已經有餐廳在廚房裡使用機器人進行輔助,像 Chipotle 餐廳 的 Chippy 和 White Castle 的廚房機器人 Flippy 。如果這個能剝香蕉皮的機器人能進行更精細的操作,想必會帶來更多的可能。

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