Трение — ключ к созданию лучших моделей роботов мира

Контактный робот предлагает роботу руки и захваты, оснащенные тактильными датчиками. | Источник: Контактный

Мировые модели — это новый рубеж в обучении роботов. Но поскольку обусловленность прикосновений является принципиально ошибочной, их нельзя с уверенностью распространять на новые поверхности и объекты. Новый класс моделей, VμA, предлагает исправить это, приняв трение первым параметром. п> Мировые модели — следующий рубеж

Самым амбициозным направлением в обучении роботов сегодня является модель мира: универсальная модель физической реальности, которую робот может использовать для прогнозирования последствий своих действий, планирования на больших горизонтах и обобщения событий, с которыми он никогда не сталкивался при обучении.

Если внутренняя модель мира робота достаточно точна, ему не нужно запоминать каждую задачу. Вместо этого он может рассуждать, используя новые.

Это захватывающее зрелище, и оно быстро распространяется. Но развертывание моделей мира в отдельном роботизированном сложном шаге требует меньше внимания, чем собственные модели: кондиционирование. Модель мира должна быть обусловлена текущим физическим состоянием робота, прежде чем она сможет делать полезные прогнозы.

И качество этой обусловленности определяет, отражают ли предсказания модели реальности или просто ее приближение.

п>

п>

Проблема с тренировкой: отсутствует сенсорное управление

Текущая модель мира в робототехнике базируется в первую очередь на двух факторах. Это визуальные наблюдения с камерой и положение рабочего адаптера с энкодером игрока. Некоторые из наиболее эффективных систем в полевых условиях созданы только для этого. Для задачи движения в свободном пространстве этого часто бывает достаточно.

Для контактных манипуляций этого недостаточно. В тот момент, когда работа касается объекта, наиболее важная информация — то, что происходит на границах между кончиком указателя и поверхностью — невидима для камеры и неразрешима только с точки зрения точки зрения сустава.

Во многих изделиях мировых моделей контакт даже не кодируется специальными сенсорами. Вместо этого он определил по моторным токам в суставах робота. Прокси-сигнал, удаленный за несколько шагов от фактического события контакта, отобразит грубую механическую нагрузку на трансмиссию, а также нераспределенную физику на наконечном переключателе.

Некоторые дополнили это тактильными датчиками, и результаты показывают улучшение. Тактильное кондиционирование в том виде, в каком оно реализовано в настоящее время, остается незаверенным. Большинство тактильных датчиков кодируют контакт как изображение изменения, давление на карте или, в лучшем случае, трехосное напряжение. Эти представления сообщают вам, что происходит контакт и он сейчас труден. Они не говорят вам, от какой меры зависит, будет ли контакт успешным или неудачным.

Во многих мировых моделях контактирует с кодируемыми токами двигателя, который является прокси-сервером, удаленным на несколько шагов от отображения физики на кончике пальца.

Contactile заявляет, что ее тактильные датчики обеспечивают адаптивный захват в режиме реального времени, коррекцию скольжения и выполнение задач без. | Источник: Контактный

Чего не хватает в моделях мира: μ

Недостаточная величина — это μ, коэффициент статического трения. Этот физический параметр, который определяет, остается захваченным объектом захваченным и достаточен для силы захвата с учетом свойств поверхности, нагрузки и контакта с поверхностью. Это зависит от сочетания материалов, состояния поверхности, температуры и загрязнения. Его увидеть нельзя с помощью камеры, вывести из плеера течения или восстановить давление на карте.

Без μ в обуславливающем сигнале модели мира все еще работает на основе неполного описания физической реальности. Он может изучить статистические связи между моделями контактов и эффектами обучения, но не может достоверно обобщать новые поверхности, чужие объекты или изменившиеся условия, поскольку причинная переменная, определяющая эти результаты, отсутствует в его входном пространстве.

Модель, обусловленная µ, находится качественно в нормальном положении. Трение не является вычисленным индикатором силы или предполагаемым сигналом — это причина скольжения, прямой определяющий фактор захвата и величины, которая меняется, когда поверхность мокрая, изношенная, покрыта или загрязнена. Обуславливание μ сменяет модель мира от статистического парламентия с образцом к чему-то более близкому к причинному последовательному пониманию.

Обусловление на μ сменяет модель мира от статистического парламентия с образцом к причинному последовательному пониманию — и это меняет то, что модель может обсуждать.

Здесь на помощь приходит Контактный

Тактильный вычислительный модуль PapillArray от Contactile заполняет этот пробел. В отличие от обычных тактильных датчиков, которые выдают изменение изображения или давление карты, он вычисляет — по краю датчика, в первое время, без задержки обработки данных — полный набор физических величин, необходимых для полного кондиционирования контакта:

• 3D-векторные силы на каждой такселе контактной матрицы
• Глобальная 3D-сила и глобальный 3D-крутящий момент для полного пятна контакта
• Коэффициент статического трения μ, получаемый из распределения ярких сил

<ли>Состояние контакта каждого такселя: бесконтактный, статический контакт или кинетический контакт (скольжение)

• Физическая целевая сила захвата — минимальная сила, необходимая для предотвращения скольжения при заданном токе μ

Эти результаты основаны на контактной механике, а не на фундаментальных умозаключениях. Они воссозданы на разных объектах, поверхностях и условиях. И что особенно важно, они вызывают стеку условий на верхних этапах модели жизненного цикла: обогащающая обучающие данные причинно-следственными физическими сигналами и включение живой связи во время развертывания.

п>

Представляемая VμA: Видение-μ-действие

Обучение роботов имеет продуктивную традицию присвоения названий классов моделей в тот момент, когда новая модальность ввода становится достаточно важной, чтобы создать свое собственное обозначение. Модели «видение-язык-воздействие» (VLA) сформировали направление исследований вокруг естественного языка как обуславливающего сигнала. Модели «видение-сила-сила-действие» (VFA) сделали то же самое для.

Мы предлагаем VμA — видение-μ-действие — в качестве обозначения моделей мира, которые включают в себя полный набор физических контактных контактов, позволяющих видеть видимыми сомами и двигательными действиями. Символ μ не является браслетом слов «тактильность» или «сила».” Это конкретная размерность изображения, которая отсутствовала в каждом предшествующем классе моделей и которая впервые делает возможным надежное обобщение для задач, насыщенных контактами.

Модель VμA наблюдает трехмерную силу каждого такселя, глобальный трехмерный крутящий момент, μ в первое время и состояние скольжения каждого такселя возникает с визуальными наблюдениями и вызывает двигательные действия, обусловленные полным физическим состоянием каждого контакта. Этот термин в принципе не зависит от аппаратного обеспечения, хотя в качестве примера Contactile PapillArray в настоящее время является единственным датчиком, который вычисляет все эти измерения на границах.

VLA дала роботам язык. ВФА дал роботам силы. VμA дает роботам физику контакта, а вместе с ней и моделями мира, которые не просто продвигают физический мир, но и по-настоящему понимают, каково это — взаимодействовать с ним.

VLA и VFA определяют, почему учатся роботы. Обусловленность мировых моделей определяет то, что они рассуждают. VμA имеет значение для верхних ног, а μ отсутствует в верхних.

Сохранить надписи для RoboBusiness 2026

Цикл Завершения: выполнение для дифференциальной тренировки

Качество обучающих данных — это половина ценностного предложения VμA . Второй — Выполнение в первое время.

Разрыв между симуляцией и реальностью, проблему симуляции с реальностью, особенно остра для задач, насыщенных контактами, и причина именно в отсутствии физики трения в симуляции. Роботы, обученные моделируются, сталкиваются с реальными поверхностями с непредсказуемыми значениями μ и терпят неудачу, к которым их обучение никогда не было готово.

Стандартным методом снижения риска является рандомизация области: широко распределяйте моделируемые параметры трения во время обучения и надейтесь, что реальный мир проявляется где-то в результатах. Выполнение

VμA Соблюдает необходимость в этом приближении. поскольку PapillArray измеряет μ в первый момент во время выполнения, роботу с поддержкой VμA не нужно угадывать свойства трения того, что он держит. Оно знает. Политика может быть такой же, как живые входные данные, адаптируя захват силы и снижая манипулирование фактической поверхностью, а не моделируемому распределению поверхности.

Практические последствия значительны. Робот VμA, обрабатывающий сухие компоненты утром и влажный после цикловой очистки, не требует переобучения или повторной обработки. Он измеряет измененное значение μ и настраивает его.

Робот, собирающий детали с различной степенью обработки поверхностей в рамках производственных процессов, не накапливает отказы из-за дрейфа μ. Он отслеживает его дрейф и компенсирует его. Петля обратной связи замыкается на контактном интерфейсе при быстром контакте, используя реальную физику.

Роботу VμA не нужно угадывать свойства трения того, что он держит. Он измеряет микрометры в мгновение ока и адаптируется — к фактической поверхности, а не к смоделированному распределению.

п>

Последствия по области

Потолок манипуляций, который достиг области, не является проблемой размера модели. Это проблема обусловленности, а именно включение необходимых физических данных в необходимую точку стека. VμA предназначена для ее решений.

Для исследовательского сообщества VμA устанавливает четкий контрольный порог: модель, которая не зависит от μ в первое время, не является полной контактной моделью, независимо от ее конструкции или масштаба. Для промышленности он определяет характеристики датчиков, которые необходимы для устранения разрыва надежности вручную, которые не позволяют роботам использовать самые требовательные приложения с большим количеством контактов.

Мы приглашаем сообщество робототехники и машинного обучения принять VμA в качестве стандартного обозначения для этого класса моделей и государств, что следующий шаг вперед в манипуляциях является не более крупной моделью, а более полной.

Об авторе

Хеба Хамис — соучредитель и генеральный директор Contactile, сиднейской технологической компании, фокусирующейся на делении роботов тактильным интеллектом. У нее есть докторская степень. имеет степень бакалавра инженерных наук в Сиднейском университете.

Пост «Трение — ключ к созданию лучших моделей роботов мира» впервые появился в The Robot Report.

Источник