AnySkin: Robotlara dokunma sensörü takarak ultra hassas işler öğrenmek

AnySkin: Tak ve çalıştır robot dokunma algılama

• Özet

  • Dokunsal algılama önemli bir algılama yöntemi olarak kabul edilse de, görme ve propriosepsiyona kıyasla daha seyrek kullanılıyor
  • AnySkin, çok yönlülük, değiştirilebilirlik ve veri yeniden kullanılabilirliği sorunlarını çözerek etkili çözümlerin geliştirilmesini engelleyen temel zorlukları ele alıyor
  • ReSkin'in basit tasarımını temel alarak algılama elektroniğini algılama arayüzünden ayırıp entegrasyonu basitleştiriyor
  • AnySkin, öğrenilmiş manipülasyon politikalarının örnekler arasında genellenmesini sağlayan ilk sensördür

• Başlıca katkılar

  • Yapıştırıcı gerektirmeyen, dayanıklı ve kolayca değiştirilebilen manyetik dokunsal sensörler üretmek için sadeleştirilmiş bir üretim süreci ve tasarım araçları sunuluyor
  • AnySkin sensörü kullanılarak kayma algılama ve politika öğrenme özellikleri karakterize ediliyor
  • AnySkin'in bir örneğinde eğitilen modellerin yeni örneklere genellendiği gösteriliyor ve DIGIT ile ReSkin gibi mevcut dokunsal çözümlerle karşılaştırılıyor

• AnySkin'in özellikleri

  • Robot dokunuşu için üretilmiş bir deri sensörüdür; montajı kolaydır, çeşitli robot end-effector'larıyla uyumludur ve yeni deri örneklerine genellenir
  • Mıknatıslanmış demir parçacıkları içeren algılama yüzeyinde oluşan manyetik alan bozulması üzerinden teması algılar
  • Esnek yüzey, elektronik donanımdan fiziksel olarak ayrıdır; bu sayede hasar gördüğünde kolayca değiştirilebilir

Politika öğrenimi ve derinin değiştirilebilirliği

• Video örnekleri
  • Eğitilmiş davranış kopyalama politikası, deri değiştirildikten sonra da üç görevde başarıyla korunuyor
  • Kart kaydırma
  • Fiş takma
  • USB takma

Örnekler arası genelleme sonuçları

• Kayma algılama

  • AnySkin, kavranan nesnenin kaymasını algılayabiliyor
  • 30 günlük nesneden oluşan verilerle eğitilen LSTM modeli, kayma olaylarını %92 doğrulukla tahmin edebiliyor

• Ham sinyal görselleştirmesi

  • Algılama elektroniği, üç eksende manyetik akı yoğunluğunu ölçen beş adet manyetometre içeriyor
  • Videoda AnySkin sinyallerinin ham görselleştirmesi görülebilir

Deney sonuçları

Üretim süreci

• Üretim yöntemi
  • AnySkin, Smooth-On DragonSkin 10 Slow ile MQFP-15-7(25μm) manyetik parçacıkları 1:1:2 oranında karıştırıp yukarıda gösterilen iki parçalı kalıpta kürleyerek üretiliyor
  • Kürlenmiş deri, darbeli mıknatıslayıcı kullanılarak mıknatıslanıyor
  • Gripper tip için tasarım dosyaları açık kaynak olarak sunuluyor

GN⁺ özeti

• AnySkin, robot dokunma algılamasında çok yönlülük, değiştirilebilirlik ve veri yeniden kullanılabilirliği sorunlarını çözen yenilikçi bir çözüm
• Öğrenilmiş politikalar, deri değiştirildikten sonra da korunuyor ve örnekler arası genelleme mümkün oluyor
• Kayma algılama gibi pratik uygulamalarda yüksek doğruluk gösteriyor
• Benzer işlevlere sahip diğer ürünler arasında DIGIT ve ReSkin bulunuyor

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• Silikon kauçuğa manyetik parçacıklar enjekte edilip mıknatısladıktan sonra, manyetik alan değişimlerini algılamak için bir manyetometre kullanılarak kauçuğun deformasyonu tespit edilebilir ve yüzeydeki "basınç noktaları" analiz edilebilir

  • Üretim sürecinde tutarlılık korunduğu için yeniden kalibrasyon gerektirmeyen değiştirilebilir bir parça haline geliyor
  • Gelişmiş dokunma sensörleri, elde özel yapılmış çivilerden çok makineyle kesilmiş vidalara benzemeye başlıyor

• Bu teknoloji çok etkileyici görünüyor

  • Çöp ve geri dönüştürülebilir atıkları ayırmak için kullanılıp kullanılamayacağını merak ediyorum
  • Üzerine kir bulaştığında veya zaman geçtikten sonra yeniden kalibre edilip edilemeyeceğini merak ediyorum
  • Domatesleri yıkayıp saplarını çıkarıp çıkaramayacağını merak ediyorum
  • Bu teknolojiyle bir trackpad yapmak isterdim
  • Çözünürlüğünün ne kadar olacağını merak ediyorum
  • Çözünürlükten ödün vermeden basınç, eğim vb. sağlayıp sağlayamayacağını merak ediyorum
  • Cilde dokunuyormuş hissi verirse ne kadar tuhaf olacağını merak ediyorum

• 3 eksenli manyetometre çipi kilit unsur

  • Mıknatıslama aşamasında manyetik parçacıklar paralel olarak hizalanıyor
  • Ev tipi atölyelerde kullanılabilecek ilginç bir teknoloji

• Elektronik müzik enstrümanları için faydalı olabilir gibi görünüyor

  • Linnstrument gibi enstrümanlarda kullanılabilir
  • Sensörler yan yana olduğunda birbirlerini etkileyip etkilemediklerini merak ediyorum

• Takktile sensörlerine kıyasla üretimi çok daha kolay

  • Çip ile deri arasına güçlü bir katman konursa devre kartına zarar vermeden yüksek kuvvet uygulanabilir
  • Politika öğrenimi kısmının teknolojiden bağımsız olup olmadığını merak ediyorum
  • Modelin temas konumundan çok yön vektörüne dayanıp dayanmadığını merak ediyorum

• USB takma gibi işlerde açı değişimi veya basınç farkını algılayıp algılamadığını merak ediyorum

  • Ana deri malzemesinin kalıplanmış silikon mu yoksa TPU mu olduğunu merak ediyorum

• Manyetik parçacıkların esnek bir ortamda paralel şekilde yerleştirilmesi asıl kırılım noktası

  • Magnequench şirketinin parçacıkların başka malzemelere de enjekte edilip edilemeyeceğini biliyor olabileceğini düşünüyorum
  • Bu tür parçacıkların en yaygın kullanım alanlarının ne olduğunu merak ediyorum
  • Dragon Skin kullanılmasının şart olup olmadığını merak ediyorum
  • Manyetik parçacıkları yarı katı bir ortama karıştırma fikri ilginç
  • Dışarıdan uygulanan manyetik kuvvetin parçacıklar aracılığıyla ortamı deforme edip edemeyeceğini merak ediyorum

• "Üretim süreci" grafiği çok sade ve güzel

• Robot dokunma duyusu üzerine araştırma yapmıştım

  • "biotac" sensörünü kullanmıştım ve çok pahalıydı, ayrıca değiştirmesi zordu
  • biotac'ın avantajı satın alınabiliyor olması
  • Akademik olarak geliştirilen şeylerin çoğu satın alınamıyor
  • Bu sensörler harika görünüyor

• Paketleme iyi yapılmış

  • Bu tür sensörler onlarca yıldır var, ama bu seferki paketleme iyi
  • Değiştirilebilir kapak büyük bir avantaj
  • "Deri" tipi sensörler defalarca yapıldı, ancak aşınan kısımda sensör de bulunduğu için üretime uygun değildi

• Sipariş verebilmek için Google hesabı gerekiyor

  • Finansmanı Meta sağladı