柔性机器人使用摄像头和阴影来感应人的触摸

机器人
信用:CC0公共领域

柔性机器人可能与人的感觉没有联系,但是它们在感知人的感觉方面变得越来越好。

康奈尔大学的研究人员创建了一种低成本的方法,使柔软,可变形的机器人可以检测各种物理交互,从拍子到拳头再到拥抱,而无需完全依靠触摸。取而代之的是,位于机器人内部的USB摄像头捕获手势在机器人皮肤上的影子运动,并使用机器学习软件对其进行分类。

该小组的论文“ ShadowSense:使用阴影图像分类在社交机器人中检测人的触摸”发表在交互,移动,可穿戴和普适技术的计算机协会论文集上。该论文的主要作者是博士生YUHAN HU。

新的ShadowSense技术是人机协作与同伴实验室的最新项目,该论文的资深作者盖伊·霍夫曼(Guy Hoffman)是Sibley机械与航空航天工程学院的副教授。

该技术起源于开发充气机器人的工作,该机器人可以在紧急疏散过程中指导人们安全。这样的机器人将需要能够在极端条件和环境下与人类通信。想象一下,一个机器人通过检测人的手的压力,将人引导到安全的地方。

该团队采用了违反直觉的方法,而不是安装大量的接触传感器(这会增加机器人的重量和复杂的布线,并且难以嵌入变形的皮肤中)。

HU说:“通过在机器人内部放置一个摄像机,我们可以通过观察阴影图像来推断出该人是如何触摸它的,以及该人的意图是什么。” “我们认为那里存在着有趣的潜力,因为有许多社交机器人无法检测触摸手势。”

原型机器人由一个柔软的尼龙皮充气囊组成,该囊皮围绕着圆柱形骨架(高度约4英尺)伸展,该骨架安装在移动基座上。机器人皮肤下是一个USB相机,该相机连接到笔记本电脑。研究人员开发了一种基于神经网络的算法,该算法使用以前记录的训练数据来区分六种触摸手势:用手掌触摸,打孔,两只手触摸,拥抱,指向和完全不触摸,准确度为87.5至96%,取决于不同的照明环境。

可以对机器人进行编程以响应某些触摸和手势,例如滚开或通过扬声器发出消息。而且机器人的皮肤有可能变成交互式屏幕。

说,通过收集足够的数据,可以训练机器人识别更大范围的交互词汇,这些词汇是根据机器人的任务量身定制的。

机器人甚至不必是机器人。ShadowSense技术可以并入其他材料(例如气球)中,从而将它们转变为触敏设备。

除了为复杂的技术难题提供简单的解决方案,并使机器人更易于启动之外,ShadowSense还提供了在当今高科技时代越来越罕见的舒适性:隐私。

HU说:“如果机器人只能以阴影的形式看到你,那么它就可以检测到你在做什么,而无需拍摄高保真的外观图像。” “这为您提供了物理过滤和保护,并提供了心理上的舒适感。”

该论文由哥伦比亚洛斯安第斯大学的前研究实习生Sara Maria Bejarano合着。

本文为作者 何斌 独立观点,并不代表 我是CIO 立场。

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