Робот с парой захватов способный распутывать узлы на длинных кабелях может быть использован для их монтажа в автопроме и авиастроении или для оказания бытовой помощи пожилым людям. Исследование опубликовано на Arxiv.org.

Кен Голдберг из Калифорнийского университета (UC) в Беркли говорит, что на работу над роботом его команду вдохновили неаккуратные кабели, мешающиеся под ногами в лаборатории, что заставило его задуматься о том, каким образом робот может помочь держать их в порядке. По его словам, для решения этой задачи требуются ловкие механические руки, а также понимание теории узлов.

«Существует прекрасная математическая теория узлов, но она очень абстрактна. Она, как правило, абстрагирует проблему в виде графов и графических структур. Мы применили некоторые аспекты этой теории. Кабели трудно воспринимать, даже с помощью самых лучших камер и технологий, и ими также трудно манипулировать из-за их гибкости и небольшого размера», — сообщил Голдберг.

Робот оснащен камерой и системой ИИ, которая интерпретирует полученные изображения и создает точную карту ориентации и конфигурации кабеля по всей его длине. Существует несколько стратегий, которые алгоритм управления робота использует для развязывания узлов, и он применяет их итеративно по мере необходимости, пока весь кабель не будет выпрямлен.

Сначала робот сканирует кабель и формирует карту структуры всех узлов. Если она неоднозначна, робот может осторожно потянуть за кабель по обе стороны от узла или встряхнуть кабель, чтобы удалить лишние петли, а затем снова провести сканирование.

Затем робот может захватить кабель в двух разных точках и потянуть его в разные стороны, причем оба захвата могут либо крепко захватить кабель, либо держать его свободно, чтобы обеспечить движение, для медленного распутывания узла. Последняя задача — медленно пройти вдоль кабеля от одного конца к другому и проверить, все ли узлы удалены.

В ходе экспериментов с плетеным 2,7-метровым кабелем micro-USB робот успешно справился с 67% одиночных простых узлов и 50% более сложных. Среди неудач было и падение кабеля со стола, откуда робот не смог его достать.