Robottit, jotka ”tuntevat” äänen avulla, voisivat auttaa maataloustöissä

Tutkijat ovat luoneet robotiikan aistijärjestelmän, jonka avulla koneet voivat havaita kosketuksen ääniaaltojen avulla näön tai paineen sijaan.

Järjestelmä, jota kutsutaan nimellä SonicBoom, käyttää ääntä havaitakseen, missä ja mitä robottikäsi koskettaa, kertoi ensimmäisenä Spectrum. Tutkijat huomauttavat, että tämä teknologia osoittaa erityistä lupaavuutta maatalouden sovelluksissa, joissa robotit tyypillisesti kamppailevat navigoidessaan viiniköynnösten ja pensaiden läpi.

Monet robotit tänä päivänä perustuvat pieniin kameraan perustuviin kosketusantureihin, selittää Moonyoung (Mark) Lee, tohtoriopiskelija Carnegie Mellon -yliopistossa ja järjestelmän kehittäjäpari.

Nämä anturit havaitsevat kosketuksen katsomalla, miten geelityyny muuttaa muotoaan, mutta ne voidaan helposti tukkia lehdillä tai ne voivat vahingoittua karkeissa maatilaympäristöissä, kuten Spectrum on raportoinut. Painoanturit ovat toinen vaihtoehto, mutta ne olisi peitettävä koko robotin alueelle ollakseen hyödyllisiä, mikä tekee niistä kalliita ja hauraita.

SonicBoom toimii eri tavalla. Järjestelmä sisältää useita pikkuruisia mikrofoneja, jotka on upotettu robotin käsivarteen ja jotka havaitsevat ne värähtelyt, jotka syntyvät, kun robotti ottaa yhteyttä esineisiin. Analysoimalla pieniä eroja signaaleissa, järjestelmä paikallistaa tarkasti, missä kohtaa yhteys tapahtui – hämmästyttävällä tarkkuudella.

Laboratoriotesteissä SonicBoom saavutti kosketuksen havaitsemisen virheellä, joka oli alle puoli senttimetriä. Järjestelmä säilytti suorituskykynsä havaitessaan uusia materiaaleja, kuten muovia ja alumiinia, vaikka se ei ollut aiemmin harjoitellut näillä materiaaleilla.

Tutkijat kouluttivat järjestelmää naputtamalla robottia yli 18 000 kertaa puukepillä. Nyt he työskentelevät opettaakseen SonicBoomille, kuinka tunnistaa mitä se koskettaa, olipa kyseessä sitten lehti, oksa tai puunrunko.

Lee huomautti, että ”SonicBoom avulla voit sokeasti napautella ympärillesi ja tietää, missä [contact happens], mutta loppujen lopuksi robotti tarvitsee todella tärkeää tietoa: Voinko jatkaa työntämistä, vai osuinko vahvaan runkoon ja pitäisikö minun miettiä uudelleen, miten liikutan käsivarttani?”

Lee lisäsi, että vaikka lupaavalta vaikuttaakin, todelliset maatilakokeet ovat vielä edessä.