该实验室的Dexterity Network(Dex-Net) 项目表明,AI 可以帮助机器人学习抓取不同大小和形状的对象,通过提供数以百万计的3D 对象模型、图像,以及如何将它们抓取到深度学习的神经网络指标 。
以前,机器人通过拿不同的对象反复练习来学习抓取和操作对象,这是一个耗时的过程 。利用合成点云代替物理对象来训练神经网络、识别抓取,最新的Dex-Net 迭代效率更高,可以达到99% 的抓取精度 。从长远来看,Goldberg 希望开发高可靠性的机器人,能够抓取各种刚性物体:如工具、家居用品、包装货物、和工业零件 。

■ 图 3: 在研究人员培训神经网络如何识别来自数以百万计的3D 模型和图像中的对象以后,机器人可以操作之前从未遇到过的对象 。
深度学习协作机器人
Rethink 公司的 Intera 5 软件,旨在使Baxter 和Sawyer 协作机器人更聪明 。机器人的视觉和培训功能中,利用了很多人工智能 。
“传统的工业机器人没有太多的智慧,这一情况正在改变 。我们正在将深度学习应用到机器人 。” Brooks说 。未来可能90% 的制造,都是人与机器人在同一空间协同工作 。
Baxter 和Sawyer 机器人有一个示范培训功能,可以使 AI 投入工作 。Brooks 说: “当你通过演示训练它的时候,你可以通过移动它的手臂向其展示某些东西,它会推断出一个叫做行为树的程序 。它会为自己编写一个程序来运行 。你不必亲自去写这个程序 。”
Intera 5 是一种图形化编程语言 。Brooks 说,你可以查看它,修改它,或者你可以在行为树中编写一个程序,让它绕过程序的选项自动执行 。

■ 图 4: 集成AI 的协作机器人,将计算机数控车床应用到定制注塑机上,可以促进工艺过程的自动化,提高产品质量和生产效率,并可以将运行人员从重复的任务中解放出来 。
AI 改变机器人编程
人工智能正在改变机器人的编程方式 。在Embodied Intelligence 公司,Abbeel 和他的团队利用 AI 的力量,以帮助工业机器人学习新的、复杂的技能 。
他们的工作是从 Abbeel 在加州大学伯克利分校的研究中发展而来的,在使用模仿学习和深层强化学习来培训机器人操纵物体方面有了重大突破 。开始采用感知和控制相结合的方式来远程操作机器人 。操作员佩戴虚拟现实 (VR) 装置,通过摄像机来显示机器人的视图 。
在控制方面,VR 设备配置了操作员手持的处理设备 。当运行人员的手移动时,该运动就能被跟踪 。跟踪所得的坐标和方向,被送入驱动机器人的计算机上 。这样操作员可以直接控制机器人爪的运动,就像木偶一样 。
Abbeel 说: “我们允许人类将自己嵌入机器人内部 。”通过机器人的眼睛,人可以看并且控制机器人的手臂 。他说,人类是如此灵巧,以至于机器人爪和我们的手之间没有可比性 。通过 VR 系统,操作员可以感受到机器人运动方面的限制 。
“通过给机器人演示来传授技能的精髓 。这并不意味,在刚开始时会像机器人一样快 。它会以人类的速度进行,对于大多数机器人来说,这非常缓慢 。”Abbeel 说 。这是第一阶段( 模仿学习) 。通过示范培训机器人 。然后在第二阶段,机器人将运行强化学习,从它自己的尝试和错误中学习 。这时,机器人已经学会了任务的精髓 。现在,机器人只需要学会如何加速 。这时它可以通过强化学习加快学习的进程 。
他们的技术特别适合于挑战性的视觉和操作任务,而这对传统的软件编程技术来说太复杂了 。Embodied公司可以让任何人通过自己的演示,使用该软件来重新为它们的机器人编程 。这将允许任何公司,不管大小都可以快速重新部署机器人,完成不同的任务 。
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