Bawasan, Gamitin Muli, I-recycle – Paano Maaaring Baguhin ng Robotics ang Ating Pamamaraan sa Paghawak ng Basura

New research published in Applied Physics Reviews highlights how improved tactile functionalities can improve robots’ ability to sort and determine items. The study introduces a proprietary robot with new sensing capabilities. The researchers put these capabilities to the test via a variety of garbage-handling tasks. The goal was to see how tactile robotics could determine complex items in real-life scenarios; here’s what you need to know.

Mga Robot na Pinahusay na Sensorya

Hindi lihim na ang mga robot ay nagiging mas matalino. Patuloy na isinasama ng mga aparatong ito ang mga advanced na sensor at AI algorithm upang magbigay ng pinahusay na pagganap at kakayahan. Mayroon nang mga robot na maaaring matukoy ang isang bagay o kahit na isang sitwasyon batay sa visual, audio, at pangyayari na input.

Patuloy na bumubuti ang mga sensor ng robot at ang mga pagpipilian ngayon ay napakalayo na sa kanilang mga nauna pagdating sa katumpakan, bigat, at kakayahan. Ang mga sensor na ito ay nagbigay-daan sa mga robot na magsimulang kunin ang mga komplikadong trabaho na nangangailangan ng tumpak na pagtukoy ng bagay.

Mga Pag-unlad sa AI

Ang mga algorithm ng pagkatuto ng AI ay nagkaroon ng mahalagang papel sa pag-upgrade ng kapasidad ng mga yunit na ito. Pinapayagan ng mga AI system ang mga developer na gawing mas matalino ang mga robot. Maaari nilang tuklasin ang mga sitwasyon at bagay batay sa nakapaligid na ebidensya at mga panlabas na salik, na lubos na nagpapabuti sa kanilang mga sistema ng pagkakakilanlan. Kapansin-pansin, karamihan sa mga pag-unlad sa sensing ay nagmula sa mga integrasyon ng AI sa nakaraang ilang taon.

Tactile Robots – Paghawak ng Basura

Isang larangan ng robotics na nagpapasigla sa mga inhinyero ay ang mga tactile sensing device. Kapag iniisip mo ang mga robot, marahil iniimagine mo ang isang humanoid na aparato na nag-scan ng silid gamit ang visual, thermal, at iba pang sensor. Gayunpaman, hindi karaniwan para sa mga tao na isipin kung paano hinahaplos at nararamdaman ng mga robot ang mga bagay.
Ang mga tactile robot ay lumago sa kasikatan sa paglipas ng mga taon dahil sa kanilang tiyak na kasanayan. Ang mga aparatong ito ay maaaring punan ang mahahalagang papel sa lakas-paggawa at magsagawa ng mga gawain na hindi kayang tapusin ng mga visual-oriented na device. Pinagsasama ng mga tactile robot ang iba’t ibang touch sensor upang matukoy ang bigat, hugis, densidad, at iba pang mahahalagang datos ng isang bagay.

Mga Problema sa mga Tactile Robot Ngayon

May ilang seryosong problema na kailangang pagtagumpayan ng mga robotic engineer kapag gumagawa ng tactile robot. Una, napakahirap i-program ang isang robot na may kakayahang kilalanin ang pagkapit. Ang kamay ng tao ay may bilyong sensor na nagtutulungan, na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy kung ang bagay na iyong nakuha ay mansanas o bola ng tennis.

Sa mga totoong sitwasyon kung saan kinakailangan ang mataas na katumpakan, ang mga tactical robot ay hindi nakasabay sa kanilang mga pangangailangan sa katumpakan. Ang mga isyu tulad ng pagkalito sa mga bagay na may magkatulad na hugis at sukat ay karaniwan sa mga yunit na ito. Gayundin, ang ingay sa background at mga distraksyon ay maaaring magpahirap sa tumpak na pag-uuri ng mga bagay para sa mga tactile bot.

Panghuli, ang oryentasyon at paghawak ng isang bagay ay may malaking papel sa pagtukoy ng klasipikasyon nito. Dito, kailangang pagsamahin ng mga tactile robot ang kanilang datos sa iba pang sensor upang makuha ang buong larawan ng sitwasyon, bagay, at kung paano ito hahawakan. Sa ganitong paraan, maaaring turuan ang mga tactile bot na matukoy ang mga bagay, kahit na iba ang hugis at sukat nito kumpara sa halimbawa na ginamit sa pagsasanay ng AI.

Pag-aaral – Paghawak ng Basura

Ang pag-aaral, “Enhanced Robotic Tactile Perception with Spatiotemporal Sensing and Logical Reasoning for Robust Object Recognition,” ay naglalahad nang detalyado kung paano at bakit napagpasyahan ng mga mananaliksik na kailangan ng pagtaas sa pagganap ang mga tactile sensing robot. Nagsisimula ang papel sa pagpapaliwanag ng mga inhinyero na hanggang kamakailan, ang tactile robotics ay limitado lamang sa pagsukat ng bigat, presyon, at manipulasyon.

Spatiotemporal na Tactile Sensing

Narealize ng mga mananaliksik na gumagamit din ang mga tao ng thermal sensing upang matukoy ang isang bagay nang tumpak. Maraming sensor, sa pakikipagtulungan sa mga advanced na AI algorithm, ang nagbigay ng perpektong kombinasyon para mapabuti ang katumpakan at bilis ng pagtukoy. Ang bagong protocol ay nagbigay-daan sa mga aparato na pagsamahin ang visual na datos kasama ang thermal readings, kalupaan ng ibabaw, contact pressure, at temperatura.

Layered Sensor na Nagpapabuti sa Kakayahan sa Paghawak ng Basura

Nagpasya ang koponan na lumikha ng bagong uri ng robotic sensor na gumagamit ng maraming layer upang mapabuti ang resulta. Ang kanilang likha ay nagpakilala ng iba’t ibang sistema ng pagtuklas ng materyales na mag-scan at magrehistro ng kaugnay na datos mula sa pakikipag-ugnayan sa ibabaw. Dagdag pa rito, ang mga pressure sensor na integrated sa robotic na kamay ay matatagpuan sa ibaba ng aparato.
Ang mga sensor na ito ay sinusuportahan ng mga thermal sensor na matatagpuan sa gitna ng kamay. Katulad ng kamay ng tao, ang sensor ay nakalagay sa likod ng porous na materyal, na nagbibigay-daan upang makakuha ito ng tumpak na pagbasa ng mga bagay sa loob ng ilang segundo. Kapansin-pansin, ang sensor na ito ay napaka-sensitibo, na nagbibigay-daan upang matuklasan ang maliliit na pagbabago sa temperatura na nagmumula sa paghawak ng mga bagay.

Integrasyon ng AI

Ang lahat ng impormasyong ito ay maaaring nawala kung hindi pinili ng mga mananaliksik na lumikha ng custom na AI learning model upang ayusin at unawain ang datos. Ang kanilang likha ay gumagamit ng isang epektibong cascade classification algorithm na nagbibigay-daan sa kanilang aparato na matukoy ang mga komplikadong totoong bagay sa pamamagitan lamang ng mabilis na manipulasyon.
Ang AI algorithm ay nilikha upang kumilos tulad ng utak ng tao sa pamamagitan ng pag-aalis muna ng mga halatang pagkakamali bago sumubok sa mas makatwirang solusyon. Ang cascade classifier na ito ay gumagamit ng multilayered long short-term memory neural networks upang magbigay ng tumpak na resulta. Bawat bagay ay hierarchically na kinikilala at kinukategorya ng AI nang autonomously, na nagdaragdag sa mga kakayahan nito sa hinaharap.

Pagsubok sa Paghawak ng Basura

Upang subukan ang kanilang teorya at mga likha, sinimulan ng mga mananaliksik ang paghahanap ng gawain na tradisyonal na napakahirap para sa mga tactile bot. Pinili nila ang pag-uuri ng basura para sa maraming dahilan. Una, napaka-diverse ng basura. Maaari kang makakita ng iba’t ibang uri ng materyales sa iba’t ibang kondisyon kapag nag-uuri ng basura.
Isa pang dahilan kung bakit ang pag-uuri ng basura ay perpektong gawain ay dahil madalas maraming item na magkapareho. Ang tanging pagkakaiba ay nasa kanilang kondisyon, laman, o iba pang maliit ngunit nakakalitong senaryo para sa robot. Ang mga gawain tulad ng pag-uuri ng walang laman na karton, tira, plastik na bote, napkin, espongha, balat ng orange, at mga expired na gamot ay napatunayang imposibleng gawin ng mga naunang bersyon ng robot. Ang pinakabagong upgrade na ito ay maaaring magdala sa mga bot na mag-uri ng recyclable, tira ng pagkain, mapanganib na basura, at iba pa sa mga susunod na taon.

Mga Resulta

Ang mga resulta ng pagsubok ay maganda, kung saan ang mga robot ay matagumpay na nakapag-uri ng 98.85% ng ibinigay na basura. Ang mga resultang ito ay maaaring magdulot ng malawak na epekto sa industriya dahil ipinapakita nila na ang bagong lapit sa tactile robotics ay epektibo at magagamit ng publiko. Binibigyang-diin ng ulat kung paano matagumpay na nakikilala ng yunit ang iba’t ibang item at inaayos ang mga ito ayon sa kanilang klasipikasyon.
Ipinakita ng pag-aaral na ang robot ay nakapag-uri ng mga aparatong ito, kahit na unang beses pa lamang nitong i-scan ang item. Dahil dito, tiwala ang mga mananaliksik na ang kanilang likha ay maaaring gumanap ng mahalagang papel sa paghawak ng basura, pag-recycle, at marami pang mahahalagang gawain sa mga darating na taon.

Mga Benepisyo

May ilang benepisyo na maaaring makuha mula sa pag-aaral na ito. Una, ang pagpapakilala ng mas sensitibong tactile bot ay nagbubukas ng pinto para sa mas maraming integrasyon ng robot. Pangarap ng mga inhinyero na lumikha ng mga robot na maaaring pumunta sa isang planta ng paggawa, matuto mula sa tao, at pagkatapos ay kunin ang kanilang mga gawain.
Noong nakaraan, hindi posible ang lapit na ito dahil hindi kayang hawakan ng mga robot ang mga hakbang sa pag-uuri ng mga item. Ang integrasyon ng thermal sensor at karagdagang AI ay nagpapalakas ng kakayahan ng mga robot at inilalagay ito sa antas ng kanilang mga katapat na tao. Ngayon, kayang tukuyin ng mga robot kung ang mansanas na kanilang hawak ay tunay, peke, mainit, malamig, o kahit butas.

Mga Kumpanya na Maaaring Makikinabang mula sa Pananaliksik na Ito

Maraming kumpanya ang maaaring makakuha ng makabuluhang posisyon sa merkado kung isasama nila ang pananaliksik na ito sa kanilang alok. Patuloy na lumalawak ang sektor ng robotics at habang dumarami ang mga kakompetensya, tumataas ang inobasyon. Narito ang ilang pangunahing kalahok na maaaring isama ang mga natuklasan na ito at mapabuti ang kanilang kita.

1. ABB

Ang ABB ay isang nangungunang internasyonal na tagagawa ng robotics na kilala sa kalidad. Ang kumpanyang nakabase sa Zürich ay nag-aalok ng iba’t ibang industry-ready na robotic na opsyon sa merkado. Ang pinakapopular na alok ng kumpanya ay kinabibilangan ng isang mobile robotics platform na tinatawag na Flexi Tub na maaaring mag-navigate sa komplikadong kapaligiran ng trabaho kasama ang mga katapat na tao.
Ang Yumi bot ay ang pinakabagong inilabas ng kumpanya. Ang bot na ito para sa linya ng pag-assemble ay may libreng galaw na braso at maraming sensor na ginagawa itong perpekto para sa mga gawain sa linya tulad ng pag-install at iba pa. Ang pagpapakilala ng thermal, tactile sensor at iba pang item mula sa ulat ng mananaliksik ay lubos na magpapabuti sa kakayahan ng bot na ito. Dahil dito, ang ABBY ay isang stock na dapat subaybayan.

2. Zebra Technologies

ZBRA Tsart ng Presyo

Ang Zebra Technologies (ZBRA ) ay nakabase sa US. Nag-aalok ito ng iba’t ibang industrial robot na kayang humawak ng komplikadong gawain tulad ng pag-transport ng mga item sa masisikip na bodega habang iniiwasan ang mga hadlang at iba pang manggagawa. Ang Fetch Roller 100 at Fetch 100 shelves ay parehong kasalukuyang ginagamit ng mga akademiko.

Ang pangunahing mga bentahe ng mga bot ay ang kanilang flexibility, madaling programabilidad, at kakayahang i-coordinate ang mga gawain sa pamamagitan ng cloud-based na protocol. Ang karagdagang kaginhawahang ito ay nagpapadali sa pagsubaybay at pagpapabuti ng pagganap ng robot sa loob ng iyong operasyon. Ang pagpapahusay ng tactile sensory capabilities ay magpapalawak ng kanilang mga opsyon, na magbubukas ng pinto para sa mas maraming use-case scenario sa iba’t ibang industriya.

Ang posisyon ng Zebra Technology sa merkado at ang katotohanang ang kanilang mga gumaganang prototype ay ginagamit sa buong mundo ay nagdaragdag sa demand para sa stock ng platform. Inaasahan ng mga analyst na ang stock na ito ay lalaki habang lumalawak ang industriya ng robotics. Sa ngayon, ang ZBRA ay isang matibay na “hold.”

Hinaharap

Ang hinaharap para sa tactile robotics ay maliwanag. Ang mga aparatong ito ay makakatulong upang pasimplehin ang paggawa, bawasan ang basura, at tulungan kang magpatuloy sa iyong pang-araw-araw na gawain. Maaari mong asahan ang pagtaas ng AI intelligence at autonomous na implementasyon sa buong merkado kasabay ng pag-usbong ng mga aparatong ito. Narito ang ilang halimbawa ng paggamit para sa mga advanced na aparatong ito.

Industriyal

Ang industrial robotics ay isang sektor na nagkakahalaga ng bilyong dolyar na patuloy na lumalawak. Matagal nang hinahangad ng mga tagagawa na isama ang mga robot kung saan posible upang pasimplehin ang proseso ng paggawa. Ang mga tactical robot ay maaaring tapusin ang mga gawain na dati ay ginagawa ng tao, tulad ng pagkuha ng isang item at pagpisil nito upang subukan ang pagiging hinog.
Sa hinaharap, ang mga robot ay aatasan sa lahat ng bagay mula sa paglikha, paggawa, at pagsubok ng mga bagong produkto. Dahil dito, ang kanilang kakayahang tularan ang mga sensor input ng tao ay makakatulong sa mga aparatong ito na gumawa ng mas may-kabatirang desisyon na sumasalamin sa mga detalye ng karanasan ng tao habang binabawasan ang gastos para sa mga tagagawa.

Medikal

Maraming senaryo ng paggamit para sa tactile robots sa larangan ng medisina. Ang mga aparatong ito ay maaaring isang araw makatulong sa mga taong may kapansanan na nawalan ng mga paa o kamay na muling makaramdam. Ang tactile robotics ay maaaring maghawak ng susi sa paggawa ng mga prosthetic na tunay na nakakaramdam at marami pang iba.
Ang mga siyentipikong breakthrough na ito ay magkasabay na susunod sa mga signal ng neural network upang lumikha ng seamless na interaksyon sa pagitan ng pasyente at ng kanilang artipisyal na limb. Sa mga darating na taon, magagawang kontrolin at maramdaman ng mga pasyente ang kanilang prosthetic, tulad ng tunay na bahagi ng katawan. Ang lapit na ito ay magpapabuti sa buhay ng milyun-milyong tao sa buong mundo.

Pang-agrikultura

Ang sektor ng agrikultura ay isa pang industriya na nagnanais na isama ang tactile robotics sa lalong madaling panahon. Ang mga robot na ito ay maaaring magamit upang magsagawa ng komplikadong gawain tulad ng pag-aani ng prutas. Ang mga AI system ay maaaring tumulong sa yunit na matukoy ang pagiging hinog ng pagkain at i-kategorya ito. Dagdag pa, kapag isinasaalang-alang ang dumaraming bilang ng mga taong nakakaranas ng kawalan ng katiyakan sa pagkain, ang robotic agriculture ay may tamang kahulugan.

Mga Mananaliksik

Ang papel na pananaliksik ay pinamunuan ng mga alumni ng Tsinghua University na sina Qian Mao at Rong Zhu. Nais ng mga inhinyerong ito na alamin kung ano ang kinakailangan upang makagawa ng tactile robot na may kakayahan ng kamay ng tao. Ang kanilang pananaliksik ay napatunayang lubos na matagumpay at ngayon ay nakakuha ng atensyon mula sa ilan sa pinakamalalaking manlalaro sa industriya ng robotics.

Ang mga Robot sa Pagsasala ng Basura ay Simula Pa Lamang

Ang kakayahan ng mga robot na ito sa paghawak ng basura ay simula pa lamang. Ngayon na natuklasan ng mga inhinyero ang paraan upang mapagtagumpayan ang kahirapan ng robotic object recognition sa komplikadong totoong eksena, nagbubukas ito ng pinto para sa isang bagong henerasyon ng robotics na pinapatakbo ng inobasyon at pagnanais na gawing mas madali ang buhay. Alamin ang iba pang mga cool na proyekto dito.