Skip to main content
Šis puslapis rodomas naudojant automatinį vertimą. View in English instead?
Robotinis griebtuvas su siurbtukais laiko nedidelę kartoninę dėžutę, kol jį reguliuoja žmogus.

Šiukšlių rinkimas: tikras iššūkis robotams

Ines Ugalde Diaz | “Siemens” metų išradėjai | Naujokas

Yra užduočių, kurios žmonėms yra lengvos, bet robotams tikrai sunkios, o šiukšlių rinkimas yra viena iš tų užduočių. Pavyzdžiui, robotai turi sugebėti išrinkti vieną dalį iš šiukšliadėžės, kurioje yra nerūšiuota, chaotiškai išdėstyta atskirų dalių krūva kaip siuntinių krūva.

Ines Ugalde Diaz ir jos komanda Berklyje (JAV) jau daugiau nei šešerius metus kuria robotų valdymo sistemas ir iki šiol padarė per 40 išradimų. Ines buvo pagerbta kaip “Metų išradėja 2024” naujokų kategorijoje už bin-rinkimo sprendimą, kurį galima lanksčiai modifikuoti skirtingiems robotų griebimo įrankiams. Šis konkretus išradimas buvo pasirinktas, nes jis tarnauja kaip naujos kartos “Siemens SIMATIC Robot Pick AI” sėkla. “Pick AI” buvo rodomas daugelyje prekybos parodų, įskaitant šių metų Hanoverio mugę Vokietijoje 2024 m. Pavasarį.

Griebimas vakuumu

A person is standing in front of a whiteboard covered with diagrams and handwritten notes related to 3D object recognition and ranking.

Daugelis robotų griebia sukurdami vakuumą. Rankos gale - vadinamuoju galiniu efektoriumi - robotai naudoja vieną ar daugiau siurbtukų, kad padarytų vakuumą ant griebto objekto. Norėdami tai padaryti, siurbtukai turi nusileisti ant optimaliai, plokščio, lygaus ir neporėto paviršiaus. Yra daugybė skirtingų dydžių ir formų siurbimo pagalvėlių variantų, su stačiakampiu arba kvadratiniu pagrindu ir su vienu ar keliais siurbtukais.

“Mūsų naujas išradimas palengvina įvairaus dydžio ir susitarimų siurbimo griebtuvų naudojimą. Klientas turi nuspręsti, ko nori “, - sako Ines. “Tai iš tikrųjų labai unikalus mūsų produkto aspektas, kuris išskiria mus iš visų konkurentų.”

Matymas per chaosą

Šiukšliadėžės chaose atskiros dalys atsitiktine erdvinėmis orientacijomis slypi viena ant kitos. Robotas pirmiausia turi atpažinti struktūrą šiame chaose: jis turi nustatyti, kur dalis prasideda ir kur baigiasi, ir suprasti, kaip ji išdėstyta, kad rastų vietą, kurioje galėtų gerai suimti. Reikalingus duomenis — dabartinį dėžutės vaizdą — pateikia 3D kamera. Dirbtinio intelekto algoritmai, išmokyti atskirti atskirus objektus šiuose vaizduose, sudaro pagrindą roboto rankos valdymui.

Standartinės programinės įrangos tobulinimas

Apdovanotas išradimas remiasi scenos supratimu, ypač išskiriant šiukšliadėžę ir atskirus objektus. Tai paprastai vadinama “egzempliorių segmentavimu”, standartine mašininio mokymosi ir kompiuterinio matymo problema. Jau yra daug iš anksto apmokytų šios užduoties modelių, kuriems buvo naudingas mokymas milijonais pavyzdžių. Jie geri, bet yra pernelyg bendri, ir daro klaidų rinkdami scenarijus. Ines ir jos grupė pagerino šių standartinių sprendimų našumą iki patenkinamo lygio, suteikdami jiems papildomą mokymą apie konkrečius duomenų rinkinius: pavyzdžiui, realaus pasaulio duomenis iš esamų “Pick AI” robotų ląstelių.

A person is working at a desk with two computer monitors displaying code and a robotic arm visible in the foreground.

Duomenų dalijimasis geresniam našumui

A hand is pointing at a computer screen showing a colorful digital image with a green checkmark indicating successful processing.

“Mūsų sprendimas skirtas dirbti bet kurioje kliento svetainėje, nes mes mokėme jį didžiuliais duomenų rinkiniais iš tiek sintetinių, tiek realaus pasaulio šaltinių”, - sako Ines. “Tai tikrai gerai veikia dėžėse, buteliuose ir maišeliuose, taip pat jei dalis yra suvyniota į plastikinę foliją. Iš esmės klientai neturėtų matyti jokio veiklos pablogėjimo, tačiau jei tai padarys, jie gali leisti modeliams mokytis iš savo nesėkmių. Tai yra mūsų produkto strategijos dalis. Mes ruošiamės į “Siemens” debesį patekti didelės apimties duomenų rinkinius iš robotų parkų, kurie gali panaudoti nesėkmės atvejį, kad mūsų produktas būtų geresnis — ne tik vienam klientui, bet ir visiems klientams, kurie susitaria dėl dalijimosi duomenimis.” Patobulinimai ne tik padidina našumą, bet ir atskleidžia naujus naudojimo atvejus. “Mes parodėme, kad su minimaliomis pastangomis galime modifikuoti programinę įrangą, kad ji imtųsi visiškai naujų naudojimo atvejų, įskaitant robotų depaletizavimą”, - aiškina Ines. “Pick AI” yra naujai įdiegtos robotų depaletizavimo ląstelės esmė viename iš “Siemens” produktyvių sandėlių Erlangene, Vokietijoje. Duomenų dėka komanda žengia robotų manipuliavimo ribas.