用脚清洁吸尘器的机器狗

科技   2024-12-18 16:05   北京  

同时行走和清洁是机器人的新技能。

据研究人员估算,每年吸烟人群大约要消耗6万亿支香烟,其中超过4万亿个烟蒂会被随地乱扔。每一个烟蒂都会在环境中释放数千种不同的化学物质,其中有很多都是有毒的。

为了解决这个问题,位于热那亚的意大利理工学院(IIT)足式行动系统部门的机器人专家们设计了一种四足机器人,这种机器人的脚上装有清洁吸尘器。

虽然有更高效的自动清理垃圾的方法,但大部分自动化方法都依赖轮式机器人,而这种机器人无法在热那亚许多美丽的海滩(和很多漂亮的楼梯)上工作。研究人员在发表于《现场机器人杂志》(Journal of Field Robotics)上的一篇论文指出,这是“足式机器人第一次同时用于行走移动和执行不同的任务”。研究人员的清洁足式机器人与可用脚开门的机器人不同,因为在这种情况下,后者会暂时停止把脚作为下肢,而是将作为操纵器来使用。

VERO(意为配备机器人的真空吸尘 )不仅能用于清理烟蒂。如果一个机器人可以同时将自己的脚作为下肢和其他工具,那么它就可能开辟许多其他应用,包括在农田里喷洒农药除草、检查基础设施中的裂缝,以及在施工过程中安装钉子和铆钉等。

VERO由意大利理工学院克劳迪奥•赛米尼(Claudio Semini)的实验室开发,以机器人制造商Unitree的四足机器人AlienGo为基础,其背部安装了一个商用真空吸尘器。吸尘软管从吸尘器延伸到每条腿,连接到了一个3D打印的吸嘴,在不绊倒机器人的情况下,尽可能使更多的吸力靠近地面。虽然吸尘器和用例很新颖,但其真正的特别之处在于机器人自主定位地面上的烟蒂和其他物品的方式,以及计划如何用它的脚与这些东西交互。

首先,操作员会指定一个让VERO清洁的区域。机器人计算出整个区域的探索路径,使用机载摄像头和神经网络来检测烟蒂。这听起来很简单,实际上并不容易。可能有很多烟蒂,而且看起来差别不大,多个摄像头看到同一个烟蒂时,系统必须能识别出来。接下来,VERO会将吸尘器一侧的一只脚放在烟蒂的旁边,同时为身体的其他部分计算出一个安全稳定的姿势。由于整个过程可能发生在沙子上、楼梯上或其他不平整的表面,因此VERO必须在吸尘之前,优先考虑如何不让自己摔倒。安装在机器人下巴上的英特尔RealSense深度摄像头会微调最后的收集动作。

该团队的初步测试表明,VERO能够在不同的环境中成功收集90%的烟蒂。虽然它完成任务的速度不是特别快,但与人不同的是,它永远不会厌倦自己的工作。借助意大利理工学院研究人员开发的软件,也许某一天,类似VERO的机器人的每只脚上都可以带有不同的工具,从而同时完成多项任务。

作者:Evan Ackerman


IEEE电气电子工程师学会
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