借助電子標簽,這款機器人能幫你找到藏在臟衣服下的鑰匙,MIT研發,成功率96%
七天小長假結束,又要從悠哉悠哉的旅游生活轉換到千篇一律的“搬磚”節奏了。
時隔七天再次回到家,你還記得公司門卡放在哪里了嗎?
這樣的情況是不是已經發生太多次了,不知道有多少人和文摘菌一樣,這時候只想給那些找不到的東西打通電話,最好它們能發個定位,或者乖乖回到我手里。
別急,文摘菌今天就來給大家介紹能夠解決這個生活難題的技術。
最近MIT的研究人員就開發出了這么一種機器人,搭載了攝像頭和射頻天線的機械手臂能夠識別帶有特定標簽的物體,比如每天都要丟一次的鑰匙,而且系統的成功率高達96%,這還考慮到了要在一堆臟衣服中找到一把鑰匙的情況。
MIT副教授Fadel Adib表示:“能夠在雜物中找到特定的物品,是我們多年來一直在研究的懸而未決的問題。”
“當然這也逐漸成為了一項日益增長的需求。”
研究人員表示,未來該系統還可以幫助整理成堆的物品,完成倉庫中的訂單、識別和安裝汽車制造廠的組件,或者幫助老人在家中執行日常任務。
論文鏈接如下,感興趣的同學可別錯過了:
論文鏈接: https://www.mit.edu/~fadel/papers/RFusion-paper.pdf
使用RFID標簽,系統能逐步鎖定目標物體
其實,如果用大白話來講,這項技術的工作原理就是使用天線搜索物體。
不過這個天線會從一個微小的射頻識別 (RFID) 標簽反射信號,該標簽可以附著在物品上,以防丟失。
先給大家插播一下RFID標簽。
可以看到,這種標簽與條形碼非常相似,都可用于快速識別物體,但RFID標簽可以存儲的數據比條形碼更多。比如,通過條形碼,你可以識別商品,但RFID標簽還可以告訴你商品的制作日期和地點。
RFID標簽現在已經被廣泛用于 護照、圖書館書籍和非接觸式卡上,同時在倫敦,超過1000萬人支付公共交通費用的 Oyster系統中也能找到RFID標簽 。 除此之外, 航空 公司也會利用該系統 來跟蹤行李 以防止盜竊。
之所以選擇RFID標簽,是因為天線和標簽之間的射頻信號可以穿過大多數表面,包括一堆可能蓋住的臟衣服。
一旦天線與RFID標簽成功通信,它就會識別出標簽所在的球形區域。 機器人隨后就可以將這個區域與其相機的輸入相結合,縮小物體的位置,然后將手臂對準物體,最終抓住物品,并驗證該物體是否是目標物體。
識別成功率達96%,未來或能納入智能家居
除此之外,研究人員還使用強化學習訓練了一個神經網絡,用于優化機器人到物體的軌跡。
在強化學習中,算法通過反復試驗和獎勵系統進行訓練。
“這也是我們大腦的學習方式。我們從老師、父母、電腦游戲那里得到獎勵,從而激勵大腦的學習過程,這也發生在強化學習當中。”Tara Boroushaki說。
“我們經常故意讓系統犯錯或做正確的事情,然后施以相應的懲罰或獎勵。通過這種方式,系統就能學會一些很難建模的東西。”
研究人員在多種不同的環境中測試了RFusion,包括將鑰匙鏈藏在一個雜亂無章的盒子里,將遙控器藏在沙發上的一堆物品下面。
他們發現,即使是檢索完全隱藏在一堆物體下的某個特定物體時,系統的成功率為96%。
“如果只依賴射頻測量,就會有一個異常值,如果只依賴視覺,有時會出現來自相機的錯誤。”“但如果你把二者結合起來,它們就會互相糾正。這就是系統如此強大的原因。”Boroushaki總結到。
未來,研究人員希望提高系統的速度,使其能夠平穩移動,而不是定期停下來進行測量。這將使RFusion能夠部署在快節奏的制造或倉庫環境中。
除了其潛在的工業用途外,該系統甚至可以被納入未來的智能家居,以幫助人們完成任何數量的家務。
為了幫助你找東西,科學家可沒少花心思
這類技術也早已有先例。
去年,CMU和FAIR合作開發了一款語義導航系統SemExp,可以利用常識來進行導航和執行尋物任務。
如果SemExp事先知道一些物體的位置,比如沙發在客廳,冰箱在廚房,系統會在尋找沙發或冰箱時會更有效率,即使系統對整個環境是完全陌生的。也就是說,SemExp使用的是類似于人類常識的知識在尋找東西。
CMU機器學習系博士生Devendra S. Chaplot表示,該系統利用語義洞察力來確定尋找特定物體的最佳位置。一旦決定要去哪里,就可以使用經典規劃方法來達到目標。
事實證明,這種模塊化方法在很多方面卓有成效。SemExp的學習過程專注于目標與房間布局之間的關系,隨后系統能應用語義推理確定最有效的搜索策略,再應用導航規劃到達目的地。
在日本,東京大學信息與機器人技術研究中心研發的一款機器人,外形像極了一位老奶奶。
機器人搭載了廣角鏡頭和圖像識別軟件,可以監測固定地點并記錄物品的位置。 比如,你要吃藥的時候,系統不僅可以告訴你藥的位置,還能檢測吃藥的次數, 如果你嘗試吃第二次,它就會發出提醒。
哪里有需求,哪里就有創新。
希望這樣的能幫助我們找東西的機器人能夠盡快商業化呀!
本文來自微信公眾號 “大數據文摘”(ID:BigDataDigest),作者:Caleb,36氪經授權發布。