Исследователи из ETH Zurich научили роботизированную кисть ходить на пальцах и нажимать клавиши

Исследователи из лаборатории Soft Robotics Lab при Швейцарской высшей технической школы Цюриха научили антропоморфную роботизированную кисть передвигаться на пальцах. Робот умеет ползать по разным поверхностям, вставать после падений, нажимать клавиши и толкать предметы.

Для экспериментов исследователи использовали серийную пятипалую кисть WUJI с 20 приводимыми суставами. Её оснастили одноплатником Raspberry Pi Zero 2 W, аккумулятором и инерциальным датчиком. Общий вес конструкции составляет 818 граммов.

Систему обучали методом обучения с подкреплением в симуляторе Nvidia Isaac Lab. Одной из главных проблем было строение человеческой кисти: пальцы отличаются по длине, а большой палец противопоставлен остальным. При каждом шаге часть пальцев должна двигаться, а оставшиеся — удерживать вес устройства. Исследователи решили не задавать роботу готовую последовательность движений. Вместо этого механизм сам учился выбирать, какой палец следует переставлять, чтобы двигаться в нужном направлении и не падать.

После обучения роботизированная кисть смогла самостоятельно передвигаться по 14 типам поверхностей, в том числе дерево, плитку, асфальт, бетон, металлическую решётку, искусственную траву, газон и гравий. Средняя скорость в тестах составила 9,3 см/с. Вместе с этим робот научился вставать после падений. С этой задачей он успешно справляется в 21 из 25 случаев.

Кроме того, кисть научили взаимодействовать с окружающими предметами. Робот нажимал клавиши со стрелками на клавиатуре и правильно выполнил 29 из 32 команд. С помощью этих нажатий он смог управлять игрой Sokoban. В другом эксперименте кисть толкала маленький кубик в нужную сторону. Для отслеживания объекта при этом использовали внешнюю камеру.

Разработчики проекта считают, что такие кисти могут дать больше мобильности роботам. Например, кисть может на время отсоединиться и добраться до места, куда не может попасть целая рука.