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創(chuàng)澤機器人
CHUANGZE ROBOT
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大模型與智能機器人結合,用語言指導機器人抓取物體

來源:CAAI認知系統(tǒng)與信息處理專委會     編輯:創(chuàng)澤   時間:2023/9/6   主題:其他 [加盟]

從斯坦福大學的 VIMA 機器人智能體,到谷歌 DeepMind 推出控制機器人的視覺 - 語言 - 動作(VLA)的模型 RT-2,大模型加持的機器人研究備受關注。

當前,自監(jiān)督和語言監(jiān)督的圖像模型已經包含豐富的世界知識,這對于泛化來說非常重要,但圖像特征是二維的。我們知道,機器人任務通常需要對現(xiàn)實世界中三維物體的幾何形狀有所了解。

基于此,來自 MIT CSAIL 和 IAIFI 的研究者利用蒸餾特征場(Distilled Feature Field,DFF),將準確的 3D 幾何圖形與來自 2D 基礎模型的豐富語義結合起來,讓機器人能夠利用 2D 基礎模型中豐富的視覺和語言先驗,完成語言指導的操作。

論文地址:https://arxiv.org/abs/2308.07931

具體來說,該研究提出了一種用于 6-DOF 抓取和放置的小樣本學習方法,并利用強大的空間和語義先驗泛化到未見過物體上。使用從視覺 - 語言模型 CLIP 中提取的特征,該研究提出了一種通過開放性的自然語言指令對新物體進行操作,并展示了這種方法泛化到未見過的表達和新型物體的能力。

研究團隊用一個講解視頻詳細介紹了 F3RM 方法的技術原理:






控制器在機器人運動控制系統(tǒng)中發(fā)揮核心作用

運動控制器以傳感器為信號敏感元件,以電機或動力裝置和執(zhí)行單元為控制對象的一種控制裝置,為電機或其它動力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號

機器人整體電子電氣結構以電控系統(tǒng)為基礎

典型的機器人電子電氣結構主要由以下部分組成, 電源管理,環(huán)境感知,控制單元,電機控制,人機界面, 可選組件和其他應用

氣壓/液壓驅動型機器人靈巧手特點

通過動力元件推動工作介質(液體或氣體)在缸體內產 生壓力差而驅動執(zhí)行元件,與其他驅動方式相比,液壓和氣壓驅動具有輸出功率密度大,易于實現(xiàn)遠距離控制以及輸出力大等優(yōu)點

電機驅動型機器人靈巧手特點

微型驅動器和減速器的發(fā)展為手指驅動系統(tǒng)的微型化和集成化創(chuàng)造了條件,其直線驅動器將旋轉電機,旋轉直線轉換結構和減速機都集成在靈巧手內部

驅動器混合置型機器人靈巧手特點

混合置式靈巧手將一部分驅動器放在手臂,既保證了驅動力,也降低了靈巧手本體的體積, 使得靈巧手更加擬人化

驅動器內置型機器人靈巧手特點

驅動器內置式靈巧手各關節(jié)具有較好的剛性,更利于傳感器的直接測量,且模塊化設計利于更換維護;整手尺寸較大,關節(jié)靈活度下降

驅動器外置型機器人靈巧手特點

靈巧手的外觀設計更加擬人化,手指本體更加纖細;可以采用更大的驅動電機,從而增大手指的輸出力;驅動器與手本體之間距離遠增加了控制器設計的難度

機器人多指靈巧手經歷了三個階段

D一階段是從 20 世紀 70 年代—20 世紀 90 年代,典型代表是日本的 Okada、美國的 Stanford/JPL 和 Utah/MIT;D二階段是從 20 世紀 90 年代到 2010 年

機器人靈巧手是指數(shù)≥3,自由度≥9 的末端執(zhí)行器

靈巧手是機器人操作和動作執(zhí)行的末端工具,滿足兩個條件:指關節(jié)運動時能使物體產生任意運動,指關節(jié)固定時能完全限制物體的運動,定義靈巧手是指數(shù)≥3,自由度≥9 的末端執(zhí)行器

智能類人機器人特斯拉擎天柱 (Optimus) 執(zhí)行機構分析

特斯拉公布了 6 種規(guī)格的執(zhí)行器,旋轉執(zhí)行器采用諧波減速器+電機的方案,線性執(zhí)行器采用絲杠+電機的方案,對于手掌關節(jié),其采用了空心杯電機+蝸輪蝸桿的結構

人形機器人前主要聚焦于運動控制能力的提升

人形機器人有更強的柔性化水平,更好的環(huán)境感知能力和判斷能力,首要需要解決的問題是如何實現(xiàn)像人一樣去運動,能夠兼顧可靠性

特斯拉機器人軀干共有28個關節(jié)

28個執(zhí)行器分別為肩關節(jié)(單側三自由度旋轉關節(jié))6個,肘關節(jié)(單側直線關節(jié))2個,腕部關節(jié)(單側2個直線+1個旋轉)6個,腰部(二自由度旋轉關節(jié))2個
資料獲取
機器人開發(fā)
== 資訊 ==
大模型與智能機器人結合,用語言指導機器人
我國機器人產業(yè)場景拓展,“機器人+”應用
控制器在機器人運動控制系統(tǒng)中發(fā)揮核心作用
機器人整體電子電氣結構以電控系統(tǒng)為基礎
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