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2018
04-25

“Robobarista”可以找出你的新咖啡机


在不久的将来,我们可能有家用机器人来处理烹饪,清洁和其他卑鄙的任务。他们会被教导:展示机器人如何操作你的咖啡机,它将从那里接管。

但是,假设你买了一个新的,不同的咖啡机。你必须重新开始吗?

“机器人已经看过两三台咖啡机,它应该能够弄清楚如何使用这个,“计算机科学助理教授Ashutosh Saxena说。他指出,在机器人工作中,机器人必须接受每项任务的训练,并始终与机器及其控制器保持同样的关系。

在他的机器人学习实验室,Saxena正在使机器人更具适应性。由Saxena和研究生Jaeyong Sung开发的一种新型深度学习算法使机器人能够操作一台以前从未见过的机器,通过查阅使用说明手册(可能在线获取),并借助其他具有类似控制功能的机器的经验。

来自YouTube视频的图像

有一件事情使得这个难题是自然语言指令中的“噪音”。你是否用一个“旋钮”或“开关”打开机器?你是否通过拉动“手柄”或“杠杆”来分配咖啡?然后,机器上的控制权在哪里?操纵它?为此,机器人绘制一个记录动作的数据库。

“我们使用深度学习神经网络,可以告诉机器人在数据库中的哪个动作与它所执行的动作最为接近”,Sung解释说。深度学习将信息分层分类,从一般到具体。它对于一个非常大的数据库来说效果最好,所以研究人员转而采用众包来收集一大堆行动。通过Amazon Mechanical Turk服务,人们可以招募到简单的在线任务进行小额支付,他们邀请数百名访客引导机器人完成各种动作,执行一系列印刷说明中描述的各种任务。为了使众包成为可能,研究人员创建了一个Web界面,使用户能够引导虚构的机器人手臂,就像玩电子游戏一样。

机器人从数据库中学习,通过形状而不是位置来识别各种控件,并将它们与指令中可能使用的各种标签相关联。

使用浓缩咖啡机作为他们的第一张测试床,研究人员将他们的机器人称为robobarista。意大利词咖啡师是指咖啡店里的一台服务器。 (后来他们知道市场上有这样一个独立的咖啡机。)但是他们已经用116种不同的器具对他们的机器人进行了训练和测试,包括果汁机,灯,苏打水机,甚至浴室水槽。诸如“旋转旋钮”之类的动作可以从一种旋钮转移到另一种旋钮。旋转水槽上的旋钮与在慢炖锅上旋转定时器控制器的操作类似,并且按下水冷却器上的控制杆可以传送到按下咖啡机上的控制杆。

配备三维相机(在实验室中,将激光测距仪结合了视频图像的Microsoft Kinect)的机器人以“点云”(一个X,Y和Z坐标列表)开始。图像中的每一点。在翻译指导手册中的标签之后,将控制器定位在点云中并参考众包模型来规划机器人手臂将遵循的操纵控制的轨迹。 “

”Sung解释说:“我们不是想弄清楚如何操作咖啡机,而是想办法操作咖啡机的每一部分。迄今为止,在各种不同的机器上进行的测试中,机器人在操作一台以前从未见过的机器时的精确度达到了60%。一个问题是,反射复杂光线的光泽部分有时难以通过形状来识别。

研究人员说,未来,机器人可能需要触觉反馈来正确操作控制,并在执行过程中进行可视化监控,以避免碰撞。机器人也可以学习使用不熟悉的控件进行试验和错误,并有例行程序从失败中恢复过来。 Sung说,行动模式最终将在网上RoboBrain数据库Saxena为各地的机器人创造的咨询。 在Robobarista网站上自己教一个机器人。

来源:康奈尔大学