让机器人使用双手协同工作 这远比想象中的要难

  【天极网家电频道】随着服务型机器人的不断发展与落地，在不少商场、餐馆、酒店中我们都能看到它们的身影，虽然目前服务型机器人还停留在语音交互层面，但显然，很多人希望机器人能够扮演起更多的角色。

  如果机器人未来的工作，是要替人类照顾家中的病人或是老人，那么它至少需要使用双手来进行工作。近日Wisconsin-Madison大学一项研究表示，机器人使用双手工作要比人类想象中的困难，因此若想让机器人的行为更贴合人类，就需要先通过一套控制系统来对人类行为进行学习。

  例如，打开一个瓶子时，人类的操作方式是，用一只手握住瓶身将其移动到适当的位置，另一只手会协同握紧盖子从而将其打开。在这一套简单的双手操作里，伴随着很多并行事件，而机器人是无法自主做到这些的，但却可以让机器人大概了解为什么在这种情况下进行这种操作，从而尽其所能的去模仿人类进行完成。

  在实验过程中，研究人员首先让戴着动作捕捉器的人模拟各种日常动作，比如码放杯子、打开容器并倒出里面的东西、以及拾取物品。借助手部动向以及交互过程产生的数据，来让机器学习系统进行思考，最终发现人类会用手做下述行为：

  自我切换：拿起一个物体放至另一只手上，更容易把物体放到目标位置，或是解放第一只手去做其他事情。

  单手固定：一只手固定住一个物体，提供一个牢固的握力，而另一只手则对物体进行操作，如取下盖子或搅拌物体。

  固定的偏移量：双手协同工作来拾取、旋转或移动物体。

  单手寻找：不是实际的双手行为，而是故意不让一只手行动，而要求另一只手寻找所需的对象或执行任务。

  很多人认为当一个人远程控制一台机器人时，它只会准确地反映出这个人的动作。但在测试中，在给机器人提供没有“双手动作”的信息系统知识的情况下，他们无法做到模拟人类行为的动作。

  比如在打开瓶子时，一只手必须用力握紧一边，甚至要将瓶子向后旋转，从而稳住这只手的位置及力气。如果尝试用机械臂远程操作，在信息系统不存在的条件下，两只手可能无法配合又或是一只手无法正确抓握住瓶子。

  研究人员所创建的系统，目的就是为了别上述四种行为的发生，并采取确保机器人能够成功措施。这意味着，假如当他们一起拿起一个桶时，要注意另一个臂施加在另一个臂上的压力。或者当另一个手与盖子交互时，为手臂提供额外的稳定性。即使只使用一只手，系统也知道优先考虑未使用的手的运动，并将更多资源(无论是身体运动还是计算能力)投入到工作手上。

  在演示中，远程操作人员尝试做一组模拟准备早餐的任务，系统大大提高了动作的成功率，如打碎鸡蛋、搅拌、移动、或是拿起一个装有玻璃杯的托盘并保持水平。

  虽然让机器人自主完成这些任务还有很长的路要走，但该项研究为未来方向指出了一条思路，在机器人尝试像人类一样移动之前，它不仅要了解人类是如何移动的，还要了解为什么他们在某些情况下会做某些事情，以及过程中隐藏了哪些细节，如规划手的路线、选择握柄位置等。