Машинное обучение научило робота резать помидоры

Американские инженеры создали робота, способного резать овощи на ломтики. Особенность подхода, выбранного разработчиками, заключается в том, что изначально робот учился другой задаче, которая помогла выучить основной навык — сначала робот был обучен предсказывать толщину ломтиков, а уже после этого научился качественно резать их, рассказывают авторы статьи, опубликованнойна arXiv.org.

Манипуляция с объектами — одна из основных задач в робототехнике. Для выполнения даже простых действий с предметами робот должен обладать множеством навыков: уметь распознавать объекты, рассчитывать оптимальное место захвата или другого действия, планировать траекторию перемещения манипулятора и предсказывать свойства объектов. Последний навык крайне важен при взаимодействии с мягкими объектами, форма и другие свойства которых могут меняться прямо во время взаимодействия. Одна из модельных задач, позволяющих отработать нужные для взаимодействия с различными объектами навыки — нарезка овощей. Во время этого казалось бы простого действия робот вынужден работать с предметами, которые деформируются при взаимодействии с ножом, что, к примеру, приводит к изменению траектории нарезки и конечной формы ломтика.

Оливер Крёмер (Oliver Kroemer) и его коллеги из Университета Карнеги — Меллон выбрали необычный подход для решения этой проблемы. Сначала они обучили алгоритм выполнению промежуточной задаче — предсказанию толщины ломтика и оставшегося овоща по одной двумерной фотографии. Для этого они создали датасет, состоящий из пар изображений, сделанных до и после разрезания. Во время создания датасета инженеры создавали случайный план нарезки (несколько ломтиков заданной толщины), а затем нарезали овощ и делали его снимки. Таким образом авторы работы набрали 50 демонстраций (по несколько отрезов) для огурцов и 25 для помидоров. Кроме того, инженеры обучили нейросеть обнаруживать овощи с помощью датасета из примерно четырех тысяч огурцов и помидоров.

Во время обучения нейросети для предсказания толщины ломтика инженеры научили ее переводить исходные данные в виде снимка в векторное представление. Авторы работы отмечают, что это позволило получить обученную часть нейросети, способную связывать снимки овощей с их свойствами. После обучения промежуточного алгоритма разработчики приступили к обучению основного. Его задача заключается в том, чтобы составить траекторию движения манипулятора с ножом. Для этого инженеры воспользовались методом имитационного обучения, при котором авторы руками управляли движением манипулятора во время отрезания ломтиков, а алгоритм впоследствии пытался воссоздать аналогичные движения как можно более точно.

Инженеры провели эксперименты на роботе с камерой и двумя манипуляторами. Один из них отвечает за фиксацию овоща на доске, а второй держит нож и отрезает ломтики. Во время нарезания манипулятор двигает нож к овощу и останавливается во время контакта. После этого он поднимает нож, передвигает на рассчитанное заранее расстояние, обеспечивающее нужную толщину ломтика, и приступает к отрезу, во время которого он имитирует движения людей во время аналогичного действия.

Источник

Теги:

Український Маркетинг Форум

ТОБІ СПОДОБАЄТЬСЯ

Сумний мандрил, що грає на гітарі, або Як показати, навіщо людям подорожі

Життя не мусить обмежуватися сірою буденністю. А сумний мандрил, який грає на гітарі, нагадує нам, що це послання – не пусті слова.

Спецпроєкт BAKOTECH про дівчат в IT: погляд зсередини

22 квітня відзначається День дівчат в IT. До цього дня спеціалісти з BAKOTECH випустили на YouTube-каналі невеликий спецпроєкт про роль ...

Рекрутингова агенція відтворює високе мистецтво живопису

«Рекрутингова агенція» звучить не надто захопливо, але ось на яке мистецтво перетворили її бриф креативники Zambezi та режисер Джонні Грін.

Короткий візит у останній день Помпеї: Алекса «допомагає допомагати» з домашнім завданням

В новому відео Алекса «переносить» головного героя в останній день Помпеї, в той хаос, який панує перед виверженням Везувію у 79 році нашої ери.

Австралійське Товариство Червоного Хреста символічно показало всі лиха в межах однієї вулиці

Австралійське Товариство Червоного Хреста привертає увагу до знайомого австралійцям почуття, коли халеп навколо стільки, що не знаєш, за що перше хапатися.

Спікери з TikTok, Netflix і Google розкажуть про те, як бізнесу вийти на міжнародний рівень

14 травня підприємці та топ-менеджери глобальних компаній зберуться на онлайн-конференції PM GO: Go global! Міжнародних компаній стає дедалі більше. Ще ...