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专栏|Eagle Shoal的皮影Show,为您揭开机器人灵巧手的神秘面纱

英特尔中国研究院人工智能 智东西专栏 机器人/无人机 英特尔中国研究院专栏2017/09/28

智东西(公众号:zhidxcom) 文 | 英特尔中国研究院 要说最近有哪些机械手爆红网络,英特尔中国研究院的 […]

智东西(公众号:zhidxcom)
文 | 英特尔中国研究院

要说最近有哪些机械手爆红网络,英特尔中国研究院的智能机械手Eagle Shoal肯定位列其中。

在湖南卫视《我是未来》的舞台上献出了自己的的银幕处女秀之后,Eagle Shoal的关注度持续提升。它在节目中扮演的吊睛白额大虎虽然最终命丧武松的过肩摔,但短短的几分钟表演仍让观众觉得惊艳。科技与传统文化的碰撞让很多观众看到了文化传承的另一种可能,也激起了观众对科技的好奇心:这只新时代的“老虎”究竟使用了哪些科技招式?

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(Eagle Shoal控制皮影运动)

初生牛犊不怕虎

在皮影戏表演中,人类表演者在扮演老虎时会采用两只手进行操作,而Eagle Shoal突破了人体的限制,仅通过两根“手指”操控皮影操作杆。Eagle Shoal的每根“手指”都有2个主动自由度,手掌上还有2个单独的旋转关节,因此只要一只手就可以灵活控制老虎。但要想把老虎演得活灵活现,光凭机械臂的平移旋转还远远不够,手指的细节动作才是关键的点睛之笔,需要一点一点地反复探究。

虎鹤双形

为了完成如此复杂的皮影戏表演,Eagle Shoal的灵活变化需要强大的数据学习支持。Eagle Shoal首先获取了皮影戏大师秦礼刚先生在表演皮影戏时的动作样本数据,将数据转化为自己能够理解的编程语言,在此处采用了示教学习的方式。然后,通过编程语言将收集的数据转化为具体动作,并填补那些无法通过示教学习获取的动作细节漏洞。最后,根据秦老师的反馈,在表演的同时进行细节修改。Eagle Shoal在人类老师的指导下,完成了学习、实践、修改完善的过程,不断打磨自己的表演,在此过程中体现出了能将自身所学稳定发挥出来的优势。

不入虎穴焉得虎子

在学习表演皮影戏的过程中,Eagle Shoal其实并不轻松。虽然整只机械手有8个自由度,能够保证灵活操控,但是精密复杂的皮影戏表演依然给技术上设立了重重难题。

Eagle Shoal手指的模块化功能在表演中的贡献令人不可小觑。在设计之初,工程师考虑到机械手的手指可能因为超负荷的外力收到损坏,因此每根手指采用了完全相同的设计,这样就能对损坏的手指实现快速替换。在排练过程中由于角色动作变化,时常会产生碰撞,其中就出现过机械手损坏的情况,但是,只需要30秒,Eagle Shoal就可以被快速修复并重新投入。

Eagle Shoal精彩的另一面

在英特尔中国研究院,Eagle Shoal不仅扮演着机器人灵巧手的角色,它还能与机械臂、英特尔RealSenseTM技术相结合,共同构成操控研究的平台。

Eagle Shoal的每个指节和手掌都搭载了力传感器,能够返回外部力的大小和施力位置。它可以像人类的手掌一样通过触摸的方式感知物体的形状、硬度,利用英特尔RealSenseTM技术获得深度信息,再利用机器学习方法对数据进行处理,从而达到在真实的环境中学习的目的,对物体进行感知和操控。

在类似于皮影戏表演这样的传统文化领域,Eagle Shoal目前学习到的只是刚刚入门的程度。如果继续深入研究,Eagle Shoal可以通过动作捕捉系统,完整地记录、分析表演者的动作,并加以分解学习;凭借视觉感知技术,获取道具的位置关系,达到更好的配合效果;利用更多技术的融入,能够将动作做得更加传神。

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(Eagle Shoal在抓取过程中根据力反馈进行调整)

而在日常生活中,Eagle Shoal作为机器人灵巧手,可以将人们从繁重的日常劳作中解放出来,端茶倒水,打扫清理,让人们未来生活更轻松。如果再搭载上其他类型的的传感器,比如温度传感器、热导率传感器、气味传感器等等,它就会就变成一只有“温度”的手,在你需要时为你递上温度合适的饮品;在你就餐完毕时主动递上纸巾;家里有物品需要修理时化身万能修理工;在家长忙碌时,陪伴小朋友搭积木……

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(Eagle Shoal进行泡茶操作)

不过,日常生活中的环境更为复杂,Eagle Shoal其实会遇到很多操控难题,它需要融合多传感器信息去感知,通过有限的试错不断学习,不断迭代完善自身功能,才能更好地解决实际难题。未来,当它真正成为灵巧而智慧的手,就能更快地融入我们的实际生活,帮助人类更好得传承文化,享受生活。

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