研究人員讓機器人理解和學(xué)習(xí)人類的雙手動作 不只是模仿那么簡單了

如果機器人真的可以幫助我們在房子周圍或照顧我們的受傷和老人，當(dāng)然用兩只手更方便，但是使用雙手比我們想象起來困難得多。

來自威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究團隊的想法是，不要從頭開始構(gòu)建一個使用雙手的機器人，而是簡單地創(chuàng)建一個系統(tǒng)，讓它能理解并執(zhí)行與人類不需要思考就能完成的動作。

例如，當(dāng)你需要打開一個罐子的時候，你用一只手抓住它，并把它移動到合適的位置，然后當(dāng)另一只手抓住蓋子并擰開它的時候，你就把那只手握緊。在這個基本的動作中發(fā)生了很多事情，現(xiàn)在要求機器人自動完成它是不可能的。但是那個機器人仍然可以大致了解為什么在這種情況下要進行這樣的操作，并盡其所能去完成它。

四種動作

研究人員首先讓人類佩戴動作捕捉設(shè)備執(zhí)行各種模擬日常任務(wù)，如堆疊杯子，打開容器和傾倒物體，拾取物品，抽出夾在中間的物體。所有這些數(shù)據(jù)，包括手的動向，它們?nèi)绾蜗嗷プ饔玫鹊龋急?a target="_blank">機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和反思，最終發(fā)現(xiàn)了人們最傾向用手做的四種動作：

移交：這是你拿起一個物體放在另一只手中，這樣就可以更容易地把它放在原處，或者騰出第一只手去做別的事情。

一只手固定：用一只手保持物體穩(wěn)定，牢牢地抓握，而另一只手對其進行操作，如取下蓋子或攪拌里面的物體。

固定偏移：雙手協(xié)同工作以拾取并旋轉(zhuǎn)或移動它。

單手搜索：實際上不是雙手操作，而是在另一只手找到需要的對象或執(zhí)行任務(wù)時故意讓一只手不參與操作。

機器人運用這些知識不是為了做動作本身，這些是非常復(fù)雜的動作，目前的人工智能無法執(zhí)行，而是為了解釋人類控制器所做的動作。

你可能會認為，當(dāng)一個人遠程控制一個機器人時，它只會準確地反映出這個人的動作。在測試中，機器人這樣做是為了提供一個基線，說明在不了解這些雙手動作的情況下，它們是如何做到這一點的，但其中許多動作是根本不可能做到的。

重新解釋人類動作

研究人員創(chuàng)建的系統(tǒng)會識別上述四種行為之一何時發(fā)生，并采取措施確保它們成功實現(xiàn)。這意味著，例如，當(dāng)一起拿起一個水桶時，要意識到另一只手對每只手臂施加的壓力?；蛘咴诹硪恢皇峙c蓋子相互作用時，為握著物體的手臂提供額外的剛性。即使只使用一只手（尋找任務(wù)），系統(tǒng)也知道它可以剝奪未使用的手的運動，并將更多的資源優(yōu)先給工作中的手。

這些知識大大提高了遠程操作員嘗試執(zhí)行一系列任務(wù)的成功率，任務(wù)旨在模擬準備早餐：打雞蛋，攪拌，移動物品，拿起托盤，戴眼鏡，并保持水平。

當(dāng)然，這仍然是由人類或多或少完成的，但人類的行為正在被增強并重新解釋，而不僅僅是簡單的機械復(fù)制。

機器人自主完成這些任務(wù)還有很長的路要走，但這樣的研究奠定了一些基礎(chǔ)。在機器人試圖像人類一樣移動之前，它必須不僅要了解人類的移動方式，還要了解為什么他們在某些情況下會做某些事情，還有哪些重要的過程可能會被明顯的觀察隱藏起來，比如規(guī)劃手的路線，選擇抓握位置等。