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

Tags:

ТЕБЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ

Лучше меньше но сейчас, чем больше, но потом. Голодные ждать не желают

Британские ученые выяснили, что голодные люди становятся более нетерпеливыми, причем это касается не только желания скорее поесть, но и других видов удовольствия — денег и музыки.

Чому саме ти?

Із таким провокативним запитанням ПРАВЕКС БАНК звернувся до людей у новій комунікаційній кампанії для кредитного продукту «Європейський персональний кредит». А також попросив заповнити форму і вказати, чому саме він чи вона повинен отримати від банку цю гаряченьку пропозицію.

Как был создан День воздухоплавания Украины

15 сентября во время национального флешмоба по запуску воздушных шаров NEBO ideas agency создали День воздухоплавания Украины.