国防高级研究项目机构(DARPA)最近开始开发一种模仿人类武器,手腕,手和手指的机器人自治机器人的新倡议。该计划的目标是超越当前由人工操作员直接控制的远程操作系统执行的任务的性能。

“In the areas of manipulation, there is a great need to advance the state of the art in robots’ abilities to perceive their environment, understand the objects that they’re trying to manipulate, be able to pick those objects up and manipulate them,” says Dr. Robert Mandelbaum, program manager for the Information Processing Technique Office at DARPA, the group that focuses on robotics and autonomous systems.

根据Mandelbaum的说法,目前的技术需要“繁琐的人类操作,以及高精度的武器和手,但是一个两岁的儿童更好地操纵。”ARM计划将使军事应用程序能够通过使机器人制作就像Dexerous,弹性和灵活一样彻底改变战场。

Mandelbaum设想具有高度自主权的移动操纵器,仅需要经营者的高级监督,从而简化人类控制和提高军事任务的执行。潜在的应用包括搜索和救援;武器支持;检查点和访问控制;爆炸军械处理;和伤员,包括战场提取和治疗。

为移动操纵器开发自主能力,即“提高任务性能并删除直接人类控制”,曼德鲍和他的同事已经开始了硬件轨道和软件轨道,每个都有三个开发阶段。

该计划的主要目标之一是通过“当今市场上的数量数量小于多指的数量级,降低了制造成本。在其他方法中,应通过用高精度的工程部分分配和通过基于感知的反馈控制来恢复精度来实现低成本;利用诸如“极简主义”设计的技术,从而降低复杂性和部分计数;和使用规模或生产量的经济。“

为了帮助解决这一挑战,DARPA与两个领先的机器人公司合作:Barrett Technology Inc.和Re2 Inc。他们将为多年研究计划提供硬件,软件,集成服务和操纵专业知识。

Barrett技术将提供ARM努力的操作硬件,包括Barrett Wam Arm和Barretthand。RE2将提供操纵器集成服务,应用其操纵专业知识与各种传感技术和移动平台集成Barrett技术。

对于ARM计划,DARPA将选择一组团队,将获得相同的政府提供的硬件,并且将被任务创建算法以最大限度地提高操纵能力。工程师将开发最好的自主软件,用于执行复杂的操作任务。

“DARPA’s overall technical objective for the ARM program is to enable high-level control of ‘hands on’ contact tasks, with the mobile manipulation system following a high-level script and performing low-level subtasks on its own,” says William Townsend, CEO of Barrett Technology. “Autonomously controlled, high-degree-of-freedom robotic arms, wrists and hands to grasp and manipulate objects [will] perform tasks, including mobile navigation, as necessary.”

ARM计划将由一系列现实世界任务组成,其变得逐渐变得更加困难。它将涉及抓住各种不同的物体,一些已知的和一些部分已知的。

掌握测试的第1阶段将要求操纵器拾取手电筒,手电筒,刀具,螺丝刀,电话手机,矿山,射频手机,电路板,手榴弹,岩石,管道,鳍和分支等物体。

操纵测试的阶段1将包括执行任务,例如用笔写入;通过将它们推在桌面上排序对象;装上已经放在订书机中的纸张;使用电动工具钻孔;投掷球;沿桌面滑动一张纸;将钥匙插入锁定并转动钥匙以解锁;在仪表板上转动车轮,旋钮和杠杆。

抓握挑战的第2阶段将要求操纵器拿起一对钳子;一个钥匙和锁定;幻灯片打开的手机;翻转的手机;一顿饭准备吃;靴子;一个带带环的型电线袋;一件衬衫;一个铲子包;砂浆轮; a shovel; a brick; and a log.

操纵挑战的第2阶段将涉及执行诸如用一只手握住惰性手榴弹并另一方面拉动销;用一只手拿着一个罐子,另一只手拧下盖子;从零件套件中组装物体;将电池插入电子设备;倒一杯水;将连接器安装到配合容器中;把帽子放在笔上;涂抹管带;去除胶带;拉布打开一袋; cutting a wire; tying a knot in rope; and removing a card from a wallet.

掌握测试的阶段3将要求操纵器保持螺栓切割器,砂浆,步枪,背包,柔性工具包,全垃圾袋,绳索,弹药盒,瓦砾,部分掩埋的矿山和煤渣块。

操纵测试的第3阶段将涉及执行诸如将砂浆装入研钵管中的任务;打开一个健身包;并捡起并去除瓦砾。