Разработка робота для дома с автономной навигацией для обнаружения и сортировки предметов. Авторы: Bingjie Xu/Suzhou Industrial Park Institute of Vocational Technology, Qinglei Bu/Xi’an Jiaotong-Liverpool University.
Борьба с бесконечным списком домашних дел — задача будущего роботов-помощников
Команда инженеров в Китае разработала прототип сервисного робота, который может понимать голосовые команды, ориентироваться в помещениях, а также идентифицировать и сортировать различные предметы.
Роботы, которые быстро убирают пыль и моют полы, уже широко используются. Но иногда действительно нужна помощь в наведении порядка.
«Этот робот разработан как полноценный семейный помощник, способный выполнять задачи, которые делают повседневную жизнь более удобной и приятной», — говорит Бинцзе Сюй из Института профессиональных технологий промышленного парка Сучжоу. «От подбора игрушек до поиска предметов — он может работать с широким спектром объектов точно и бережно».
Прототип представлен в статье, опубликованной в журнале Robot Learning.
Особенности разработки
Сюй и его коллеги разработали и создали помощника с лёгким подвижным шасси для удобства перемещения по дому. Камера глубины в сочетании с интегрированным алгоритмом распознавания объектов позволяет роботу обнаруживать целевые объекты в режиме реального времени.
Эксперименты показали, что напечатанный на 3D-принтере манипулятор и мягкий гибкий захват робота могут захватывать предметы разного размера и веса, включая апельсин, миску, бутылку, плюшевого мишку, книгу, зонт, сумку и растение в горшке.
Чтобы создать двумерную карту своего окружения, робот сочетает картографический алгоритм с LiDAR — методом, который измеряет расстояние до объекта, излучая лазер и определяя время, необходимое для возврата отражённого света.
«Робот может беспрепятственно перемещаться по комнатам, избегать препятствий и самостоятельно достигать назначенных мест», — говорит Янцзесэн Лу из университета Сянь Цзяотун-Ливерпуль. «Эта функция имеет решающее значение для таких задач, как сбор игрушек, разбросанных по дому, или поиск предметов в разных комнатах».
Система также оснащена модулем распознавания речи, который позволяет ей обрабатывать простые голосовые команды, такие как «поверните налево» или «следуйте».
Участникам эксперимента было предложено дать роботу серию голосовых команд в различных условиях, которые, по словам авторов, «имитировали повседневные домашние сценарии, включая различные помещения, такие как гостиная и кухня, и учитывали такие факторы, как фоновый шум и расстояние до говорящего».
«Получив голосовые команды, робот обработал их через свою встроенную систему распознавания речи и предоставил участникам обратную связь. Затем участники оценили точность распознавания», — пишут они.
«В тихой обстановке средняя точность распознавания системы составляет 83,8%, что означает, что 83,8% распознанных образцов верны. В условиях фонового шума точность немного снижается, но остаётся выше 75%».
Исследователи предполагают, что интеллектуальные роботы-помощники могут стать неотъемлемой частью жизни человека.
«Мы воодушевлены потенциальными приложениями этого робота в повседневной жизни», — говорит соавтор доктор Цинлэй Бу, также из университета Сянь Цзяотун-Ливерпуль.
«В будущем работа будет сосредоточена на повышении точности обнаружения объектов роботом и интеграции больших языковых моделей для улучшения его возможностей семантического понимания».
Авторы признают, что между текущей версией прототипа и массовым производством остаётся разрыв.
«Из-за сложности системы и потенциальных рисков полномасштабные испытания в реальных домашних условиях ещё не проводились», — пишут они. «Мы признаём, что такие испытания в реальных условиях будут иметь решающее значение для совершенствования различных функций робота».