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OceanOne: 具有人工智能的机器人“美人鱼”

2016-04-28 John IntelligentThings

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(图片来源于: Frederic Osada and Teddy Seguin/DRASSM)


引言


深海任务对于人类一直是一个难题。即使有再好的训练,再充足的氧气,有些水下位置,还是人类的身体能力不能够到达的。


而斯坦福大学的类人机器人“美人鱼”,具有触觉反馈技术和人工智能,可以在人类无法到达的海洋深度执行任务。在它的处女航中,OceanOne机器人,从法国海岸的一艘沉没的遇难船中,打捞起了一个17世纪的精美花瓶。研究人员正设想未来,使他达到珊瑚礁,石油钻井平台和海底灾害区。


(图片来源于: Frederic Osada and Teddy Seguin/DRASSM)


选择人形作为造型


由于人类深海航行能力的限制,我们只有将机器人送入深海区来为我们做调查。之前,我们也看过各种各样受到水母、鳗鱼、章鱼等启发而研制的机器人。但是斯坦福大学的研究人员认为,以人类的造型为模板的机器人也可以完成深海任务。


“美人鱼”的构造


OceanOne最初是作为一个研究红海深处珊瑚礁的工具而研制的。它具有和人类一样精细的触觉。机器人大概1.5米高,具有很好的立体造型和灵活的机器手臂,八个全方位推进器,尾巴里面内置电池和计算机。人类可以安全的坐在一艘船上,使用操作杆对它进行远程控制。


斯坦福大学的计算机科学的教授Oussama Khatib,称它为阿凡达。设计它的目的是让人类可以实现虚拟驾驶,从而免受伤害。使用一个具有人类特征的机器,让人类驾驶员体验深度,这是一个壮举。



(图片来源于: Frederic Osada and Teddy Seguin/DRASSM)


“美人鱼”机器人的首航过程


Khatib对OceanOne的首航进行了控制。它首先停靠的是遇难船只月光女神。

这艘路易十四的舰船,于1664年沉入法国南海岸水下100m。之前,一直没有人能够接近遇难船只,但是,在法国文化部考古学者的早期研究的帮助下,OceanOne能够成功的找到了地址。


Khatib通过机器人的眼睛,看到了葡萄柚大小的花瓶,并且通过OceanOned的机器臂捞到它,感受形状和重量。因为有力学传感器,所以可以将触觉反馈信号精确地传送给控制者。团队称这种反馈十分敏感,领航员可以知道机器人是否抓紧物体,以及物体是沉重或者轻盈的。它结合了人工智能的技术,能使机器人紧紧的抓住物体,但又不损害它。在花瓶被安全的送回船上后,Khatib成为300年来第一个触碰它的人。


Khaibit称,在航行中,他可以精确的感知到机器人的动作,就像身临其境一样。



(图片来源于: Frederic Osada and Teddy Seguin/DRASSM)


水中定位


另外一个令人印象深刻的举动,是机器人如何在水中定位它自己。OceanOne使用它的传感器,计量水流和湍流,并且自动的使用推进器来对抗这些力量,保持它的位置。即使身体移动,手臂也可会自动的调整,来保持手的稳定。它通过传感器和摄像头,学习周围的环境,通过运行算法搜集数据,防止它发生碰撞。如果感受到了障碍物,但是计算到它不能及时减速,OceanOne会使用它的手臂来支撑抵消影响,就像人类一样。


但是航行功能还做不到万无一失。当机器人接近遇难船只的时候,它在两个大炮之间卡住了。它自己不知道通过推进器来通过,幸亏Khatib控制手臂,并且让推动它,最后才得以通过。


手势功能和团队工作


为了提供一个更加直观的水下机器人,同时具有温柔的触觉,斯坦福的研究人员称,人类的形状使得OceanOne可以和驾驶员进行手势沟通。除了这个,他们最终还将和一组类人机器人一起,进行 51 28953 51 14985 0 0 3598 0 0:00:08 0:00:04 0:00:04 3599队潜水


研究展望


OceanOne下个月将回到斯坦福大学,团队将继续提高这项技术。研究的目标是构建一个可以在人类觉得太危险,或者自身无法到达的环境中,执行任务的机器人。这包括,研究深海珊瑚礁,水下灾害区域,例如日本的福岛第一核电站,或者维护石油钻井平台。




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