LearningGripper

Възприемане и ориентиране чрез самостоятелно учене

LearningGripper съответства на човешката ръка по абстрактен начин. Действията му също имат много общо с естествения му модел: роботизирания хващач с четири пръста използва метода на машинно обучение, за да се научи самостоятелно да завърта топка в повдигнато състояние във всякаква зададена ориентация.

За да се извърши това сложно действие, предварително се определят само елементарните действия и възможните позиции на пръстите, както и функцията за обратна връзка с околната среда. Той получава само указание на това, което трябва да може да прави. Но не и как трябва да реши задачата. Необходимата стратегия за движение се разработва самостоятелно от обучаващите алгоритми на хващача - без допълнително програмиране.

Хващане и учене - интелигентно взаимодействие

Теориите твърдят, че ние, хората, сме толкова интелигентни само защото ръката ни може да решава толкова много сложни задачи. Бебетата започват да хващат предмети много рано - например пръста на майка си. След като сме се научили да хващаме правилно даден предмет, можем да го обърнем и да го разгледаме от всички страни. Това е единственият начин да се възстанови триизмерният образ на обекта в съзнанието. Така че и на нас, хората, ръката служи за учене.

Проба и грешка - учене чрез утвърждение

Методите за учене на машините са сравними с тези на хората: независимо дали са положителни или отрицателни, те се нуждаят от обратна връзка за своите действия, за да могат да ги класифицират и да се учат от тях. LearningGripper използва метода на обучение с утвърждение. На хващача не се задава конкретно действие, което да имитира. Той оптимизира уменията си единствено въз основа на обратна връзка за предишните си действия. Това увеличава вероятността той да извърши успешно действие и да не повтори по-малко успешен ход.

Четирите пръста се задвижват от общо дванадесет пневматични задвижващи механизмa с ниско налягане между 2,5 и 3,5 бара. Всяка от тях има три степени на свобода и основните функции на показалеца. Така само в начално състояние цялата ръка има общо 3¹² действия, от които да избира, за да преориентира топката. Благодарение на интелигентната координация на пръстите и гъвкавата силфионна структура кинематиката е свободно подвижна и гъвкава. Може безопасно да хваща, повдига и обръща дори най-деликатните предмети - точно като своя естествен модел.

Намалени усилия за програмиране чрез машинно обучение

На панаирния експонат при LearningGripper един хващач демонстрира как в рамките на един час научава машинно стратегия за движение - от първия опит до надеждното решаване на поставената задача. Втори хващач вече демонстрира научената процедура в желания целеви сценарий: той повдига топката и я завърта така, че релефният надпис накрая да се вижда в центъра на горната част.