机器人抓取的前世今生

最近两天参观了华为的自动化工厂,了解到机器人抓取在工业中的应用以及未来的前景,备受鼓舞。作为一个搞机器人抓取(grasping)接近八年的老“grasper”,觉得还是可以写写机器人抓取的前世今生的。也希望更多对此感兴趣的朋友不要觉得机器人抓取没有前途,前路还远着呢!

话说当年斯坦福1980年前后做出第一个用于pick-and-place的机器人臂后(忘记名字了),只用了一个二指夹具(gripper),好像只有一个抓取木块并且堆积在一起的视频。与此同时,MIT Salisbury和人搞出了JPL 手,像下面的图片中,可以通过牛逼的代码能力(hacking)让三个手指转动这个长方体木块。

但是,hacking归hacking(这个词实在是不知道怎么翻译合适),还是有人提炼出了一个科学问题:给定一个已知或者未知物体,如何选择最优的抓取点,施加合适的力使得物体能够实现期望的行为?(见下图)。这些期望的行为,包括保持稳定,做一些动作,或者是任务。

从此,开启了grasping长达30年的灌水生涯,每次ICRA, IROS上(机器人主流会议), 都有一个关于grasping的单独部分(session)。最开始这个领域一个主要方向是研究这个问题的数学形式,包括各种抓取约束与目标函数,涉及领域包含分析,规划与控制,见下图。 直到李泽湘教授的写了本集大成的机器人操作数学基础的教材,这类研究才慢慢不那么热。这一方向我自己一般叫他们数学分析派,目前还是十分活跃。也不知道是什么原因,很多中国学生在这个方向。

从另外一个方面,很多人也做了各种机器人手的硬件设计,试图从硬件上来结局这个问题。这个方向最开始是MIT的salisbury做,也就是后来的Barrett hand。后来慢慢研究重镇转移到欧洲,DLR的刘宏老师做出了更灵巧的DLR hand,目前的版本也是越来越好。当然日本人与此同时也研究了几个灵巧手,包括Gifu hand。这些手的一个核心特点就是为了高大上的灵巧,不惜成本,从而导致每个手的价格都是十分高昂,远远高于机械臂的价格。Gifu hand的售价基本接近百万了。另外一个特点就是由于在很小的空间做了大量的复杂集成,整个系统通常不是很稳健,使用起来需要比较小心。

硬件的改进最近随着耶鲁的创意和比萨大学的转型,各种便宜的机械手开始出现,下面就是一个自由的3D打印手,但是意大利人还是将它卖出了六万元。这要是放在国内,也就是个玩具了。

硬件的升级带来了各种手上用的传感器的改进,手上的比较特殊的就是触觉传感器了。各种手指末端的触觉传感器和整个手掌上的触觉传感器(比如TexScan)也纷纷产生。这些传感器日本上还是很贵,但是一个难点就是传感器的模型很难建立,或者说触觉传感器不是很容易使用,到底该怎么使用触觉信息,现在还没有解决。

说了这么多研究方向的机器人抓取,在工业上,大部分的抓取操作还是通过了特殊的装备解决了,必须传送带等运动和分拣装置。即使要用到抓取,也通常是采用二指夹钳或者是吸盘。所以才有了第一段的那句IROS经典名言: Grasping is solved!这个事实其实让做grasping的人有点尴尬,因为通常大家会觉得这个研究没有什么实际的价值。不就是手过去合拢,然后拿物体走了。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2016-08-11

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏新智元

博鳌AI同传遭热议!腾讯翻译君负责人李学朝、讯飞胡郁有话说

---- 【新智元导读】首次正式亮相国际级会议的AI同传,腾讯翻译君不仅仅代表了自己,还代表了整个AI智能翻译业界。近几天AI同传遭遇社会嘲笑,对此,腾讯翻译君...

39480
来自专栏钱塘大数据

吴军:数学为人生之题解出漂亮的答案

如果用当下比较流行的说法来概括吴军的身份,他便是会摄影、会写作的计算机科学家中最爱发微博的投资人——几乎很难用一句话涵盖“吴军博士”(吴军的微博昵称)会做什么、...

13050
来自专栏腾讯研究院的专栏

拥抱人工智能革命,从碎片化向复杂化演进

作者:Sandra Upson Executive editor of Backchannel @ Conde Nast, formerly of...

17770
来自专栏AI研习社

哈工大刘挺:哈工大 SCIR 实验室的 NLP 研究 | CCF-GAIR

雷锋网 AI 研习社按:近期由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办的全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR)将于 6 月底在深圳举...

16320
来自专栏人工智能快报

英特尔展示神经芯片“Loihi”模拟人类大脑

英特尔在拉斯维加斯的消费电子展(Consumer Electronics Show,CES)上展示了代号为“Loihi”的神经芯片,以及新的量子计算芯片Tang...

38070
来自专栏镁客网

重磅!中国量子计算机诞生,创世界纪录

11620
来自专栏数据猿

华院数据数据科学家尹相志:智能投顾一定能赚大钱吗?

数据猿导读 电脑逐渐可以去做一些我们想不到的事。我不会用替代人力这样的字眼。因为目前来讲,科技取代人类还非常远。最重要的是机器帮助我们从无聊、繁琐的事情中脱身...

443100
来自专栏AI科技评论

北大黄铁军教授:「智能为用,机器为体」,30 年内实现人造大脑

AI 科技评论按:在去年年底北京大学举办的人工智能前沿论坛上,黄铁军教授做了题为《强人工智能之路》的演讲。 黄铁军教授,北京大学信息科学技术学院教授,计算机科学...

33430
来自专栏量子位

他曾是百度最高奖得主,滴滴首席算法,现在要开一家AI语音超市

先是Google I/O大会上一声“嗯哼”震惊了人类世界,然后微软小冰为知乎写歌唱歌又刷了一波屏。

12020
来自专栏CDA数据分析师

六分钟动画揭开 AI 的神秘面纱(附视频中字)

? CDA字幕组 编译整理 本文为 CDA 数据分析师原创作品,转载需授权 美国数字营销公司HubSpot以六分钟动画的趣谈AI。当中揭示了AI的实质,以及A...

24470

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券