Новая роботизированная система способна нарезать объекты из материалов с разной плотностью. Это позволяет снять как можно больше мякоти с персика, манго или авокадо, обойдя твердую косточку.
Чтобы роботы стали полноценными помощниками человека в выполнении разных бытовых задач, в том числе на кухне, им важно научиться нарезать объекты, состоящие из частей разной плотности. Мы сами делаем это, практически не замечая, когда чистим манго от кожуры, срезаем мякоть с персика или авокадо. Однако для машин такая способность до сих пор оставалась недостижимой. Решить эту проблему удалось лишь теперь, когда американские разработчики представили систему RoboNinja. О ней рассказывается в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.
RoboNinja включает роботизированный манипулятор с захватом, вооруженный острым ножом и датчиком давления, который позволяет отслеживать сопротивление материала лезвию. Система совершает пробный надрез, пока не упрется в твердую косточку, после чего поднимает нож и повторяет действие. В процессе нескольких таких разрезов компьютерный алгоритм генерирует трехмерную модель косточки с учетом ее размеров, формы и ориентации внутри плода.
На основе этих данных система находит оптимальную траекторию движения лезвия для снятия максимального количества мякоти. Для выбора этой траектории используется искусственный интеллект, который был предварительно обучен в виртуальной среде, «нарезая» разные объекты, состоящие из мягких и твердых частей. Наконец, манипулятор с ножом поворачивается под другим углом к плоду и повторяет все операции, пока не очистит косточку полностью.
RoboNinja с успехом прошел испытания в реальности, обработав плод авокадо. Однако ученые не считают свою работу полностью завершенной и планируют усовершенствовать систему, дополнив ее еще более сложными навыками нарезания объектов неоднородной плотности. В будущем она сможет даже снимать кожицу с огурцов или яблок, став по-настоящему полезным подмастерьем на кухне.