Sonicsense通过声学振动通过类似人类的传感增强了机器人

杜克大学的超音速：改变机器人感测的游戏规则

杜克大学的最新创新Sonicsense将彻底改变机器人感知并与周围环境互动的方式。通过从传统的基于视觉的系统中移开，Sonicsense使用声学振动为机器人提供了一种新的方式来“感觉到”周围的世界，就像人类如何使用感官的组合来导航和理解其环境一样。

机器人感知的挑战

在准确地感知和与物体互动时，机器人长期以来面临着挑战。尽管人类毫不费力地整合了多种感觉，但机器人主要取决于视觉数据。这种限制通常会阻碍他们处理仅视觉提示不足的复杂场景的能力。

超声：飞跃

Sonicsense通过将声学传感引入混合物来解决这些局限性。该技术使机器人可以通过物理互动来收集有关对象的详细信息，从而模仿人类的触摸和声音使用。这是使机器人更加通用和能力理解其环境的重要一步。

打破超声技术

Sonicsense的核心位于带有四个手指的机器人手中，每个手指都配备了一个触点麦克风。这些传感器通过敲击，抓握或摇动等动作与对象相互作用时，捕获了产生的振动。 Sonicsense脱颖而出的是它能够过滤局部噪声，确保收集的数据尽可能清洁。

该研究的主要作者Jiaxun Liu分享说：“我们想创建一个可以与各种日常对象一起使用的解决方案，从而增强了机器人的“感觉”并了解周围世界的能力。”

Sonicsense最吸引人的方面之一是其可访问性。该系统是由现成的组件构建的，包括通常由音乐家使用的接触麦克风和3D打印的零件。 Sonicsense的总成本仅超过200美元，不仅是创新的，而且是负担得起的，为更广泛的采用和进一步的发展铺平了道路。

超声义：来自声学振动的物体感知

超越视觉识别

传统的基于视觉的系统与某些物体（例如透明，反射性或具有复杂几何形状的物体）斗争。 Boyuan Chen教授解释说：“虽然视觉至关重要，但声音可以提供可能看不见的信息层。”

Sonicsenses通过其多指方法和高级AI算法克服了这些挑战。它可以识别由不同材料制成的对象，了解复杂的形状，甚至找出内部容器内部的东西 - 对于仅视觉系统而言很难的任务。

通过一次从所有四个手指收集数据，Sonicsense可以创建详细的3D重建并准确确定材料组成。对于新对象，最多可能需要20个交互，但是对于熟悉的对象，只有四个交互就足以进行准确的识别。

现实世界的应用和测试

Sonicsense不仅是实验室实验。它具有现实世界的潜力。在传统机器人系统挣扎（例如在容器中计数骰子，测量瓶子中的液位）以及通过表面探索重建3D形状的情况，它已经进行了测试。

这些功能对于制造和质量控制等行业至关重要，而精确的物体操纵是关键。与早期的声学传感尝试不同，Sonicsense的多手指方法和噪音过滤使其非常适合需要多个感官输入的动态工业设置。

研究小组现在正在努力扩大Sonicsense一次处理多个对象的能力。陈教授很乐观，他说：“这仅仅是开始。我们看到Sonicsense被整合到更先进的机器人手中，使机器人能够执行需要微妙的触感的任务。”

他们还开发了对象跟踪算法，以帮助机器人在混乱的动态环境中导航和交互。增加压力和温度感应的计划将进一步增强系统的类似人类的操纵功能。

底线

Sonicsense标志着机器人感知的显着进步，表明声学传感如何增强视觉系统以创建更通用和适应性的机器人。随着这项技术的发展，其负担能力和广泛的应用程序表明，未来，机器人可以通过与人类能力相媲美的精致而与环境互动。