近年來，機(jī)器人已經(jīng)獲得了人工視覺、觸覺，甚至嗅覺。麻省理工學(xué)院副教授Fadel Adib說：“研究人員一直在賦予機(jī)器人類似人類的感知能力。在一篇新的論文中，Adib的團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)。”他說：“我們正試圖賦予機(jī)器人超人的感知力。”

研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種機(jī)器人，它使用可以穿過墻壁的無線電波來感知被遮擋的物體。這種機(jī)器人被稱為RF-Grasp，它將這種強(qiáng)大的感應(yīng)與更傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)視覺相結(jié)合，以定位和抓取可能被擋住的物品。這一進(jìn)步有朝一日可以簡(jiǎn)化倉庫中的電子商務(wù)執(zhí)行工作，或者幫助機(jī)器從雜亂的工具包中取出一把螺絲刀。

這項(xiàng)研究將于5月在IEEE國(guó)際機(jī)器人和自動(dòng)化會(huì)議上發(fā)表。該論文的主要作者是麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室信號(hào)動(dòng)力學(xué)組的研究助理Tara Boroushaki。她在麻省理工學(xué)院的合著者包括Adib，他是信號(hào)動(dòng)力學(xué)小組的主任；以及Alberto Rodriguez，機(jī)械工程系1957級(jí)副教授。其他共同作者包括哈佛大學(xué)的研究工程師冷俊山和喬治亞理工大學(xué)的博士生Ian Clester。

隨著電子商務(wù)的不斷發(fā)展，倉庫工作通常仍然是人類的領(lǐng)域，而不是機(jī)器人，盡管有時(shí)工作條件很危險(xiǎn)。這部分是因?yàn)闄C(jī)器人在如此擁擠的環(huán)境中難以定位和抓取物體。 Rodriguez說：“感知和揀選是當(dāng)今行業(yè)的兩個(gè)攔路虎。僅僅使用光學(xué)視覺，機(jī)器人無法感知到被裝在箱子里或藏在貨架上另一個(gè)物體后面的物品的存在--當(dāng)然，可見光波不能穿過墻壁。”

幾十年來，無線電頻率（RF）識(shí)別已經(jīng)被用來追蹤從圖書館書籍到寵物的一切。射頻識(shí)別系統(tǒng)有兩個(gè)主要組成部分：一個(gè)閱讀器和一個(gè)標(biāo)簽。標(biāo)簽是一個(gè)微小的計(jì)算機(jī)芯片，附著在要追蹤的物品上--或者，在寵物的情況下，植入其中。然后，閱讀器發(fā)出一個(gè)射頻信號(hào)，該信號(hào)被標(biāo)簽調(diào)制并反射到閱讀器。

反射的信號(hào)提供了關(guān)于標(biāo)簽物品的位置和身份的信息。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在零售供應(yīng)鏈中得到了普及--日本的目標(biāo)是在幾年內(nèi)對(duì)幾乎所有的零售采購都使用射頻追蹤。研究人員意識(shí)到這種大量的射頻可能是機(jī)器人的福音，給它們帶來另一種感知模式。

Rodriguez說：“射頻是一種與視覺不同的感應(yīng)方式。如果不探索射頻能做什么，那將是一個(gè)錯(cuò)誤。”

RF-Grasp同時(shí)使用一個(gè)攝像頭和一個(gè)射頻讀取器來尋找和抓取被標(biāo)記的物體，即使它們完全被擋在攝像頭的視野之外。它由一個(gè)連接到抓取手的機(jī)器人手臂組成。攝像頭位于機(jī)器人的手腕上。射頻閱讀器獨(dú)立于機(jī)器人，并將跟蹤信息傳遞給機(jī)器人的控制算法。因此，機(jī)器人不斷地收集射頻跟蹤數(shù)據(jù)和其周圍環(huán)境的視覺圖片。將這兩個(gè)數(shù)據(jù)流整合到機(jī)器人的決策中是研究人員面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

Boroushaki說：“機(jī)器人必須決定，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，這些數(shù)據(jù)流中哪一個(gè)更重要，需要考慮。這不僅僅是眼-手協(xié)調(diào)，它是射頻-眼-手協(xié)調(diào)。因此，問題變得非常復(fù)雜。”

機(jī)器人通過呼喚目標(biāo)物體的射頻標(biāo)簽來感知它的位置，從而啟動(dòng)了尋覓和抓取的過程。"它首先使用射頻來集中視覺的注意力，"Adib說。"然后你用視覺來引導(dǎo)精細(xì)的操作。" 這個(gè)順序類似于聽到來自背后的警報(bào)聲，然后轉(zhuǎn)身去看，更清楚地了解警報(bào)聲的來源。

憑借其兩種互補(bǔ)的感官，射頻抓取器將目標(biāo)對(duì)象鎖定。當(dāng)它越來越近，甚至開始操縱該物品時(shí)，提供比射頻更精細(xì)細(xì)節(jié)的視覺在機(jī)器人的決策中占主導(dǎo)地位。

RF-Grasp在一系列的測(cè)試中證明了其效率。與一個(gè)只配備了攝像頭的類似機(jī)器人相比，RF-Grasp能夠準(zhǔn)確定位并抓住目標(biāo)物體，而其總運(yùn)動(dòng)量約為一半。此外，RF-Grasp顯示了 "清除 "其環(huán)境的獨(dú)特能力--清除包裝材料和其他擋路的障礙物，以便接近目標(biāo)。Rodriguez表示，這表明RF-Grasp與沒有穿透性RF感應(yīng)的機(jī)器人相比具有 "不公平的優(yōu)勢(shì)"。"它擁有其他系統(tǒng)根本不具備的這種指導(dǎo)。"

RF-Grasp有一天可以在擁擠的電子商務(wù)倉庫中進(jìn)行履行。它的射頻傳感甚至可以立即驗(yàn)證一個(gè)物品的身份，而不需要操作該物品，暴露其條形碼，然后掃描它。Rodriguez說：“射頻有可能改善工業(yè)中的一些限制，特別是在感知和定位方面。”

Adib還設(shè)想了機(jī)器人的潛在家庭應(yīng)用，比如找到正確的扳手來組裝你的宜家椅子。“或者你可以想象這個(gè)機(jī)器人尋找丟失的物品。它就像一個(gè)超級(jí)隆巴，去找回我的鑰匙，無論我把它們放在哪里。”