「人間とコンピュータの相互作用」のために設計されたロボットアームはどのようなものでしょうか?

「安全性」と「柔軟性」を重視し、人間のアームよりも軽量なロボットアームです。韓国の双腕ロボット、アンビデックスです。

2019年にNAVER LABSが開発したプロトタイプを発表しました。親会社NAVERは「韓国のグーグル」として知られる。
当時、アンビデックスには腕が 2 本しかありませんでした。 5年ぶりに再会した時は、より人間らしくなっていました。

最大の変更点は、頭+体幹+腰の可動範囲と安定性が大幅に向上したことです。

アンビデックスは触覚デバイスもアップグレードし、「同僚」の顔を洗うのを手伝うなど、より複雑なタスクを実行できるようになりました。

私もキッチンでの仕事が得意です。あなたに食べてもらうためにサツマイモの皮をむきます。

何もすることがないなら、娯楽を楽しんだり、卓球をしたりしましょう。

▍ケーブル駆動 + 新しいミニマリストスタイルデザイン

AMBIDEX アームは、すべての高耐久アクチュエーターを肩と胴体部分に配置するケーブル駆動機構を採用し、アームの重量を軽減します。ロボットアーム1本の重さはわずか2.6kgで、成人男性の腕よりも軽い。

より軽いアームは安全性と柔軟性を表し、ハグや握手など、人と安全にやり取りできるようにします。

AMBIDEX は軽量にもかかわらず、3kg の重量に耐え、最大速度 5m/s で走行できます。

人間の腕と同様に、アンビデックス アームにも 7 つの関節自由度があります。関係者によれば、その革新的な機構により各関節の力と強度が同時に強化され、産業用ロボットと同じレベルの制御、性能、精度が可能になるという。

新しい頭、胴体、腰のデザインを追加したことで、アンビデックスはさらにクールになりました。しかし、NAVER LABSは、外部イメージのために研究効率を犠牲にしたくなかったので、外観は「ミニマリストスタイル」を採用したと述べた。このデザインでは黒い領域を使用してセンサーとボルトで固定されたコンポーネントを隠し、視覚的な複雑さを軽減しています。

同時に、NAVER LABSは、ロボットの動きと組み立ての利便性を考慮して、カバーの構成を最小限にし、パーティングラインの細部に焦点を当て、カバーを分離できるようにし、配線を保持しながらデザイン要素として再解釈しました。 、表示中 基本的な構造を維持しながら、全体の視覚的なバランスと統一感を最大限に高めます。

NAVER LABS はまだ「Humanoid Ambidex」の技術的なハイライトを発表していませんが、動きはよりスムーズで柔軟になっているようです。

▍人間の「身体的知性」を学ぶ

よく見てください、アンビデックスがさまざまなタスクを実行するとき、彼の後ろに彼の名声と功績を隠すスタッフがいます。

スタッフがアンビデックスをコントロールしているように見えますが、実はアンビデックスは人間の「身体知能」を学習しているのです。事前に入力された位置情報に基づいて動作するほとんどのロボット アームとは異なり、Ambidex は「人間とコンピューターの相互作用」を目的として設計されており、構造化されていない日常業務において絶対的な安全性を確保する必要があります。

では、人間の身体的知性とは何でしょうか？ NAVER LABSは次のように述べています。人間が外部環境と相互作用するとき、意識的な活動に加えて、無意識的なものがたくさんあります。たとえば、ジャムを塗るとき、人間は指の動きや手首や指にかかる小さな力をすべて考慮するわけではありません。この身体経験に基づく知識や知性を「身体的知性」といいます。

ロボットに「物理的知性」を与えるために、NAVER LABSは触覚デバイスを開発した。一般的な制御デバイスとは異なり、Ambidex の触覚デバイスは、位置と力のデータを双方向で提供します。これにより、ユーザーはロボットにコマンドを送信して位置を移動できるだけでなく、ロボットが経験している力を感じることもできます。人間は触覚デバイスを介してロボットを制御してタスクを実行しますが、同時にロボットは間接的に人間の身体的知性を獲得します。

▍サツマイモの皮むきから卓球まで、触覚機器のアップグレード

アンビデックスがサツマイモの皮をむくために触覚機器をどのように使用しているかを見てみましょう。

単純そうに見えますが、すべての動作はロボットの力制御と力覚デバイスの双方向の力伝達によって行われます。どちらかが適切に機能しない場合、ナイフとジャガイモの間に過度の摩擦がかかり、食材、ツール、またはロボット自体が損傷する可能性があります。

「サツマイモの皮をむく」では、Ambidex の第一世代の触覚デバイスのみが表示されますが、その後 NAVER LABS によってアップグレードされました。 Haptic Device 2.0は動作空間が広くなり、オペレータの動きに対するロボットの反応速度や、ロボットが感じる力の感じやすさなど、複雑で細かい動きに対する作業性能も大幅に向上しました。 。

アップグレードされた触覚デバイスは、卓球のプレーなど、入ってくるボールに合わせてラケットを正しい位置に素早く配置する必要がある、素早い動きを伴う複雑なタスクを実行できます。

インパクトの瞬間（ボールが打たれたとき）、ボールは十分な速度で正しい方向に動いていなければなりません。触覚デバイスの慣性がわずかに大きかったり、人間の動きからロボットに力の大きさと方向を伝達するのに遅れがあった場合、卓球のデモンストレーションは成功しません。

Ambidex はまだタスクの自律的な実行を実現していませんが、NAVER LABS の目標は、双方向触覚デバイスを効果的なツールとして使用して高品質のトレーニング データを収集し、Ambidex の知能レベルを向上させることであるため、おそらくその日はそれほど遠くありません。そして最終的には自律的な実行を実現します。タスク。

▍結論

NAVER LABS の Ambidex に対する技術ロードマップは明確に見えています。ロボットのインテリジェント モデルをトレーニングするために、双方向の触覚デバイスを介して高品質の人間とコンピューターのインタラクション データを収集します。この「人間と機械の協調学習」という考え方は、重要な技術革新と言えます。

技術的な実装の観点から見ると、双方向触覚デバイスによって収集されるデータの品質と豊富さは、ロボットのインテリジェント アルゴリズムのパフォーマンスに直接影響します。 NAVER LABS は、データの精度、リアルタイム性、多様性を確保するために、ハードウェア設計、センサーの選択、信号処理などの側面でさらに最適化する必要があります。同時に、大量かつ複雑なインタラクティブデータから共通の行動パターンや意思決定戦略を抽出するための効率的な機械学習フレームワークを設計する方法も重要な課題です。これには、深層学習、強化学習、転移学習などの分野での体系的な研究が必要です。

さらに、データ駆動型の知能の向上は、ロボットの電気機械制御システムと密接に結びついています。アンビデックスが最終的に自律運転を実現したいのであれば、動作計画、力制御、および器用な操作において新たな進歩を遂げる必要があります。例えば、視覚と触覚のフィードバックに基づいた正確な把握と操作をどのように実現するか。動的な環境でバランスと堅牢性を維持するにはどうすればよいでしょうか?これらは早急に克服する必要がある技術的な問題です。

一般に、NAVER LABSがアンビデックス向けに開発した技術設計図は実用的で実現可能であり、「人間が機械を導き、データ駆動型になる」という開発理念はロボット研究の最先端の方向性を表している。現在、アンビデックスはまだ技術の蓄積と最適化の繰り返しの段階に​​あります。真に完全自律型のインテリジェントシステムに成長するには、知覚、認知、意思決定、制御など複数のレベルで努力を続ける必要があります。

人型ロボット。

AIロボット;

AIサービスロボット。