美國麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種采摘機(jī)器人，該機(jī)器人將視覺與射頻（RF）感測相結(jié)合，即使物體看不見也可以找到并抓住物體。該技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)倉庫中的貨物。

近年來，機(jī)器人獲得了人工視覺，觸摸甚至氣味。麻省理工學(xué)院副教授Fadel Adib說：

“研究人員一直在給機(jī)器人類人的感覺?！痹谝环菪抡撐闹?，阿迪布（Adib）的團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步推動這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。他說：“我們正在努力使機(jī)器人具有超人的感知能力?！?/p>

研究人員開發(fā)了一種使用無線電波的機(jī)器人，該無線電波可以穿過墻壁，以檢測被遮擋的物體。這款名為RF-Grasp的機(jī)器人將這種強(qiáng)大的感應(yīng)功能與更傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)視覺相結(jié)合，可以定位和抓取原本可能無法看見的物品。這一進(jìn)展可能有一天可以簡化倉庫中的電子商務(wù)實(shí)現(xiàn)，或者幫助一臺機(jī)器從混亂的工具箱中拔出螺絲起子。

這項(xiàng)研究將在5月的IEEE機(jī)器人與自動化國際會議上發(fā)表。該論文的主要作者是麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室Signal Kinetics小組的研究助理Tara Boroushaki。她的麻省理工學(xué)院合著者包括信號動力學(xué)集團(tuán)董事阿迪布（Adib）。以及機(jī)械工程系的1957年級副教授Alberto Rodriguez。其他合著者包括哈佛大學(xué)的研究工程師Lengshan Leng和佐治亞理工大學(xué)的博士學(xué)位學(xué)生Ian Clester。

隨著電子商務(wù)的不斷發(fā)展，盡管有時存在危險的工作條件，但倉庫工作通常仍然是人類的工作領(lǐng)域，而不是機(jī)器人。部分原因是機(jī)器人在如此擁擠的環(huán)境中努力尋找并抓住物體。

Rodriguez說：

“知覺和采摘是當(dāng)今行業(yè)的兩個障礙?！眱H憑光學(xué)視覺，機(jī)器人就無法感知包裝在盒子中或藏在架子上另一個物體后面的物品的存在-可見光波當(dāng)然不會穿過墻壁。但是無線電波可以。

數(shù)十年來，射頻（RF）識別已用于跟蹤從圖書館書籍到寵物的所有事物。射頻識別系統(tǒng)具有兩個主要組件：閱讀器和標(biāo)簽。標(biāo)簽是一個微型計(jì)算機(jī)芯片，可粘貼到要追蹤的物品上（對于寵物，則植入其中）。然后，讀取器發(fā)出一個RF信號，該信號被標(biāo)簽調(diào)制并反射回讀取器。

反射的信號提供有關(guān)標(biāo)記物品的位置和身份的信息。該技術(shù)已在零售供應(yīng)鏈中獲得普及-日本的目標(biāo)是在幾年之內(nèi)將RF跟蹤用于幾乎所有零售采購。研究人員意識到，RF的大量涌現(xiàn)對機(jī)器人來說是福音，這給了他們另一種感知模式。

Rodriguez說：

“ RF是一種與視覺不同的傳感方式。不探究射頻能做什么是一個錯誤?！?/p>

RF Grasp使用攝像頭和RF閱讀器來查找和抓取帶標(biāo)簽的對象，即使它們被完全擋住了攝像頭的視線也是如此。它由附著在抓手上的機(jī)械臂組成。相機(jī)坐在機(jī)器人的手腕上。RF閱讀器獨(dú)立于機(jī)器人而站立，并將跟蹤信息中繼到機(jī)器人的控制算法。因此，機(jī)器人不斷收集RF跟蹤數(shù)據(jù)和其周圍環(huán)境的視覺圖像。將這兩個數(shù)據(jù)流集成到機(jī)器人的決策中是研究人員面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

Boroushaki說：

“機(jī)器人必須在每個時間點(diǎn)決定要考慮哪些流更重要。這不僅是眼手協(xié)調(diào)，而且是RF眼手協(xié)調(diào)。因此，問題變得非常復(fù)雜?！?/p>

機(jī)器人通過對目標(biāo)對象的RF標(biāo)簽執(zhí)行ping操作以感知其下落，從而啟動了搜索過程。

Adib說：

“首先要使用RF來集中視覺的注意力。然后，您就可以使用視覺來進(jìn)行精細(xì)的操縱。序列類似于從后面聽到警笛，然后轉(zhuǎn)向看清楚警笛聲源?！?/p>

憑借其兩種互補(bǔ)感，RF Grasp在目標(biāo)物體上歸零。隨著距離越來越近甚至開始操縱物品，視覺提供了比RF更好的細(xì)節(jié)，從而支配了機(jī)器人的決策。

RF Grasp在一系列測試中證明了其效率。與僅配備攝像頭的類似機(jī)器人相比，RF Grasp能夠以大約一半的總運(yùn)動量精確定位并抓住其目標(biāo)對象。此外，RF Grasp還具有“整理”環(huán)境的獨(dú)特能力-清除包裝材料和其他障礙物以接近目標(biāo)。羅德里格斯（Rodriguez）表示，這證明了RF Grasp與沒有滲透性RF感應(yīng)的機(jī)器人相比具有“不公平的優(yōu)勢”?！八哂衅渌到y(tǒng)根本沒有的指導(dǎo)?！?/p>

RF Grasp可以有一天在打包的電子商務(wù)倉庫中執(zhí)行任務(wù)。它的RF感應(yīng)甚至可以立即驗(yàn)證物品的身份，而無需操縱該物品，暴露其條形碼然后進(jìn)行掃描。

Rodriguez說：

“ RF有可能改善行業(yè)中的某些局限性，尤其是在感知和本地化方面?！?/p>

Adib還設(shè)想了該機(jī)器人的潛在家庭應(yīng)用，例如找到合適的內(nèi)六角扳手來組裝宜家椅子?！盎蛘吣梢韵胂髾C(jī)器人會發(fā)現(xiàn)丟失的物品。就像超級Roomba一樣，無論我把它們放在哪里，都可以檢索我的鑰匙?！?/p>

該研究由美國國家科學(xué)基金會，NTT DATA，Toppan，Toppan Forms和Abdul Latif Jameel水與食品系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（J-WAFS）贊助。