卡内基梅隆大学机器人研究所的新研究可以帮助机器人感知布料层，而不是依靠计算机视觉工具只看到它。这项工作可以让机器人帮助人们完成家务，比如折叠衣物。

人类用他们的视觉和触觉来抓住一个玻璃杯或拿起一块布。它是如此例行公事，以至于很少考虑它。然而，对于机器人来说，这些任务是极其困难的。通过触摸收集的数据量很难量化，而且这种感觉在机器人技术中一直难以模拟——直到最近。

“人类看着某物，我们伸手去拿它，然后我们用触摸来确保我们处于正确的位置来抓住它，”计算机科学学院助理教授兼机器人感知负责人大卫赫尔德说和做(R-Pad)实验室。“人类所做的很多触觉感知对我们来说都是很自然的。我们对此并没有想太多，所以我们没有意识到它有多么有价值。”

例如，要折叠衣物，机器人需要一个传感器来模拟人类手指感觉毛巾或衬衫顶层并抓住其下面的层的方式。研究人员可以教机器人感受顶层布料并抓住它，但如果机器人没有感应到其他布料层，机器人只会抓住顶层而永远不会成功折叠布料。

学分：卡内基梅隆大学

“我们如何解决这个问题?”举行问道。“嗯，也许我们需要的是触觉感应。”

由卡内基梅隆大学和MetaAI的研究人员开发的ReSkin是理想的解决方案。开源触摸感应“皮肤”由嵌入磁性颗粒的薄弹性聚合物制成，用于测量三轴触觉信号。在最近的一篇论文中，研究人员使用ReSkin来帮助机器人感受布料层，而不是依靠其视觉传感器来看到它们。

“通过读取来自皮肤凹陷或运动的磁场变化，我们可以实现触觉感应，”博士ThosWeng说。R-Pad实验室的学生，他与RI博士后DanielSeita和研究生SashankTirula一起从事该项目。“我们可以使用这种触觉感应来确定我们用传感器捏住了多少层布料。”

其他研究使用触觉感应来抓取刚性物体，但布料是“可变形的”，这意味着当你触摸它时它会发生变化——这使得任务变得更加困难。调整机器人对布料的抓握会改变其姿势和传感器读数。

研究人员没有教机器人如何或在哪里抓住织物。相反，他们通过首先使用ReSkin中的传感器估计它握住了多少层织物，然后调整抓地力再次尝试，来教它抓住了多少层织物。该团队评估了机器人拾取一层和两层布料，并使用不同纹理和颜色的布料来展示训练数据之外的泛化能力。

ReSkin传感器的薄度和灵活性使得它可以教会机器人如何处理像一层层布料这样精细的东西。

“这种传感器的外形非常小，我们能够完成这项非常精细的任务，将其插入布层之间，这是其他传感器无法做到的，尤其是基于光学的传感器，”Weng说。“我们能够用它来完成以前无法完成的任务。”

不过，在将洗衣篮交给机器人之前，还有很多研究工作要做。这一切都始于平滑皱巴巴的布等步骤，选择正确数量的布折叠，然后将布折叠到正确的方向。

“这真的是对我们可以用这种新传感器做什么的探索，”翁说。“我们正在探索如何让机器人用这种磁性皮肤感受柔软的东西，并探索简单的策略来操纵机器人最终能够洗衣服所需的布料。”

该团队的研究论文“LearningtoSingulateClothLayerUsingTactileFeedback”将于10月23日至27日在日本京都举行的2022年智能机器人和系统国际会议上发表。它还在会议的2022RoMaDO-SI研讨会上获得了最佳论文奖。