智行时代——具身智能技术生态
据Tech Xplore报道，虽然人们普遍期待能够完成家务的机器人系统的出现，但迄今为止，商业化推出的机器人系统主要还是只能够自主清洁地板的扫地机器人。相比之下，能够可靠地清洁表面、整理房间、烹饪或执行其他居家任务的机器人要么价格过高，要么尚未上市。
美国东北大学（Northeastern University）的研究人员最近研发出了一种名为SCCRUB的柔性机械臂，可以完成除吸尘和拖地之外的杂务，而吸尘和拖地对许多人来说都十分繁琐。这种新型机械臂，它能够成功清洁脏污、烧焦和油腻的表面，去除粘附在其上的99%以上的残留物。
该论文的资深作者Jeffrey Lipton表示：“我们最近的研究建立在我们之前发表在《科学机器人》（Science Robotics）杂志上的一篇论文的基础上。我们知道我们研发了一种新型机械臂，可以通过柔性机械臂传递钻头的威力。我们想展示一下这个新平台还能带来哪些其他用途。”
为了进一步测试他们开发的软体机械臂的有效性，Lipton和他的同事开始在网上搜索可行的实际应用。他们很快注意到，亚马逊上购买最多的钻头配件之一是刷子，这启发他们将其与机械臂集成在一起。
论文第一作者Jakub F. Kowalewski说道：“我想很多人费力擦洗东西时，都会想：‘为什么机器人不能做这件事？’现实情况是，那些足够强大的机械臂能够进行高强度清洁，但在人类周围往往并不安全。我们的目标是展示兼具柔韧性和刚性的机器人如何既柔软安全，又足够强大，能够用刷子清除顽固污垢。”
研究人员推出的新型机械臂SCCRUB主要由三个组件组成，包括一个反向旋转的洗涤刷、一个基于深度学习的新型软件控制器（用于规划清洁所需的动作），以及Lipton及其同事先前开发的机器人组件（称为TRUNC单元）。
Lipton解释道：“TRUNC代表扭转刚性万向联轴器，这些单元在传递扭矩的同时，还能弯曲、伸展和伸缩。通过将它们串联和嵌套，我们打造出了一个轻巧柔软的机械臂，它能够通过机械臂施加相当于手钻的扭矩。这使得机械臂能够安全地接触表面并在人员周围工作，同时提供清除污垢和尘垢所需的动力。”
SCRUBB的特写照片，它是一款可以为清洁刷提供动力的软体机械臂。图片来源：Jakub Kowalewski
SCCRUB机器人的动作由基于机器学习的控制器规划，该控制器规划机器人特定部件的运动，以确保它们到达所需位置，同时兼顾手臂的灵活性。此外，该团队还在机械臂上安装了刷毛附件，可以清除表面的污垢和残留物。
论文合著者Alyssa Ugent表示：“SCCRUB清洁臂的刷子附件使用行星齿轮箱来反向旋转刷子。通过抵消摩擦力，反向旋转的刷子可以让柔软的清洁臂牢牢地压入表面，同时保持其位置。”
研究人员在一系列实验中测试了SCCRUB机械臂的原型，并尝试清理不同类型的“脏物”。他们发现，该机械臂成功地清理了之前放入微波炉并沾有番茄酱的玻璃盘，以及粘有蓝莓果酱的马桶座圈，几乎清除了所有残留物。
Lipton说：“我们的软臂可以在人类空间内与人类一起工作，并能在其周围工作，但却能提供通常只有昂贵的硬机器人才能提供的力量。我们希望这种新的机器人制造方式能让机器人与我们共享空间和世界，一起完成那些枯燥、肮脏且不危险的任务。我们现在计划继续改进SCCRUB中使用的机械臂，使其能够执行其他任务。”
该研究团队开发的新型机器人洗地机很快将得到进一步改进，以扩大其能够成功处理的家务范围。Lipton和他的同事们希望它最终能够走出实验室，走进现实生活。
Kowalewski补充道：“我希望有一天能看到软体机械臂在从工业环境到日常家务等各种环境中安全地协助人类。”
