Robotar som ”känner” med ljud kan hjälpa till med jordbruksarbete

Forskare har skapat ett robotiskt sensoriskt system som gör det möjligt för maskiner att upptäcka beröring genom ljudvågor istället för syn eller tryck.

Systemet, som kallas för SonicBoom, använder ljud för att upptäcka var och vad en robotarm rör vid, som först rapporterats av Spectrum. Forskarna noterar att denna teknologi visar särskilt löfte för jordbruksapplikationer, där robotar vanligtvis har svårt att navigera genom vinstockar och buskar.

Många robotar idag är beroende av små kamera-baserade taktila sensorer, förklarar Moonyoung (Mark) Lee, en doktorand vid Carnegie Mellon University och medutvecklare av systemet.

Dessa sensorer detekterar beröring genom att titta på hur en gelplatta deformeras, men de kan lätt blockeras av löv eller skadas i tuffa lantbruksmiljöer, som rapporterats av Spectrum. Trycksensorer är ett annat alternativ, men de skulle behöva täcka hela roboten för att vara användbara, vilket gör dem kostsamma och sköra.

SonicBoom fungerar annorlunda. Systemet innehåller flera små mikrofoner inbäddade i robotarmen som upptäcker de vibrationer som uppstår när roboten kommer i kontakt med objekt. Genom att analysera små skillnader i signalerna kan systemet med anmärkningsvärd precision peka ut var kontakten inträffade.

I laboratorietester uppnådde SonicBoom detektering av beröring med ett fel på mindre än en halv centimeter. Systemet behöll sin prestanda när det upptäckte nya material, som plast och aluminium, trots att det inte hade någon tidigare träning på dessa material.

Forskarna tränade systemet genom att knacka på roboten över 18 000 gånger med en träpinne. De arbetar nu på att lära SonicBoom att känna igen vilken typ av objekt den rör vid, ett löv, en gren eller en trädstam.

Lee noterade att, ”Med SonicBoom kan du blindt klappa runt och veta var [kontakten sker], men i slutet av dagen, för roboten, är den riktigt viktiga informationen: Kan jag fortsätta trycka, eller träffar jag en stark stam och bör tänka om hur jag ska röra min arm?”

Lee tillade att, även om det verkar lovande, står verkliga tester på bondgårdar fortfarande i kö.