新的控制系统教会软机器人保持安全的艺术

麻省理工学院 CSAIL 和 LIDS 研究人员开发了一种基于数学的系统,可以让软机器人变形、适应并与人和物体互动,而不会违反安全限制。

来源:MIT新闻 - 人工智能

想象一下,有一个连续的软机械臂围绕一串葡萄或西兰花弯曲,在举起物体时实时调整其抓地力。与传统的刚性机器人不同,出于安全原因,传统的刚性机器人通常旨在尽可能避免与环境接触并远离人类,这种手臂可以感知微妙的力量,以模仿人手的顺应性的方式伸展和弯曲。它的每一个动作都经过计算,以避免过度用力,同时有效地完成任务。在麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室 (CSAIL) 以及信息与决策系统实验室 (LIDS) 实验室中,这些看似简单的动作是复杂数学、精心工程以及能够安全地与人类和精致物体交互的机器人愿景的顶峰。

具有可变形身体的软机器人有望在未来实现机器与人类更无缝地移动、协助护理或在工业环境中处理精致物品的未来。然而正是这种灵活性使得它们难以控制。小的弯曲或扭曲可能会产生不可预测的力,从而增加损坏或受伤的风险。这激发了对软机器人安全控制策略的需求。

“受到刚性机器人安全控制和正式方法进步的启发,我们的目标是将这些想法应用于软机器人——对其复杂行为进行建模,并拥抱而不是避免接触——以实现更高性能的设计(例如,更大的有效载荷和精度),而不牺牲安全性或体现智能,”首席高级作者、麻省理工学院助理教授 Gioele Zardini 说,他是 LIDS 和土木与环境工程系的首席研究员,也是 LIDS 的附属教员。数据、系统和社会研究所 (IDSS)。 “其他小组最近的并行工作也认同这一愿景。”

安全第一

结合软机器人模型、可微仿真和控制理论

机器人与自动化快报