I ricercatori del MIT hanno sviluppato il modello SimPLE, che permette ai robot di raccogliere, afferrare e posizionare gli oggetti utilizzando la progettazione CAD (Computer Aided Design).
I robot pick-and-place sono usati per un’ampia varietà di applicazioni, dall’assemblaggio di componenti elettronici all’imballaggio, alla raccolta dei contenitori, fino all’ispezione. Eppure le soluzioni attuali non hanno la capacità di risolvere molti compiti senza compromettere la precisione.
I ricercatori del Manipulation and Mechanisms Lab del MIT (MCube) hanno sviluppato SimPLE (Simulation to Pick Localize and placE), un nuovo approccio alla manipolazione degli oggetti che permette ai robot di interagire in modo preciso ma più flessibile.
L’approccio SimPLE con la progettazione assistita dal computer
Nel pick-and-place preciso, noto anche come kitting, il robot trasforma una disposizione non strutturata di oggetti in una disposizione organizzata. Il metodo SimPLE, elaborato dal Massachusetts Institute of Technology, consente al robot di accogliere, riafferrare e posizionare gli oggetti usando il modello CAD (Computer Aided Design) dell’oggetto; e il tutto senza alcuna esperienza precedente o incontro con gli oggetti specifici.
“La promessa di SimPLE è risolvere molti compiti diversi con lo stesso hardware e software utilizzando la simulazione per apprendere modelli che si adattano a ciascun compito specifico. In questo lavoro dimostriamo che è possibile raggiungere i livelli di precisione di posizionamento richiesti da molte attività di pick and place industriale senza altre specializzazioni” afferma Alberto Rodriguez, scienziato prestato al MIT per guidare il progetto.
Utilizzando un robot a doppio braccio dotato di rilevamento visuotattile, la soluzione SimPLE dei ricercatori del MIT impiega tre componenti principali: presa consapevole del compito, percezione visiva e tattile (percezione visuotattile) e pianificazione della riacquisizione. Le osservazioni reali vengono confrontate con una serie di osservazioni simulate attraverso l’apprendimento supervisionato in modo da poter stimare una distribuzione delle posizioni probabili degli oggetti e realizzare il relativo posizionamento.
I risultati dei test
Negli esperimenti, SimPLE ha dimostrato con successo la capacità di selezionare e posizionare oggetti diversi che abbracciano un’ampia gamma di forme, ottenendo posizionamenti riusciti nel 90 percento dei casi per 6 oggetti e nell’80 percento dei casi per 11 oggetti.
Nella comunità della robotica c’è la comprensione intuitiva secondo cui la visione e il tatto sono entrambi utili, ma finora non ci sono state molte dimostrazioni sistematiche di come possa funzionale per compiti complessi di robotica.
“La maggior parte del lavoro sulla presa ignora i compiti a valle. Questo articolo va oltre il desiderio di imitare gli esseri umani e mostra da un punto di vista strettamente funzionale l’utilità di combinare il rilevamento tattile e la visione con due mani” commenta Matt Mason, capo scienziato della Berkshire Gray e professore emerito alla Carnegie Mellon University, non coinvolto nel lavoro.
Anche Ken Goldberg, scienziato capo e co-fondatore di Ambi Robotics and Jacobi Robotics non coinvolto nel progetto, si pronuncia a favore: “Gli autori combinano algoritmi geometrici ben fondati che possono raggiungere in modo affidabile un’elevata precisione per un insieme specifico di forme di oggetti e dimostrano che questa combinazione può migliorare significativamente le prestazioni rispetto ai metodi di intelligenza artificiale. Questo può essere immediatamente utile nell’industria ed è un eccellente esempio di ciò che io chiamo ‘buona ingegneria vecchio stile’ (GOFE)”.
