AnySkin : रोबोट में touch sensor लगाकर ultra-precise कार्य सिखाना

AnySkin: प्लग-एंड-प्ले रोबोट touch sensing

• सारांश

  • tactile sensing को एक महत्वपूर्ण sensing modality माना जाता है, लेकिन vision और proprioception की तुलना में इसका उपयोग कम होता है
  • AnySkin versatility, replaceability और data reusability की समस्याओं को हल करके प्रभावी solution development में बाधा डालने वाली प्रमुख चुनौतियों का समाधान करता है
  • ReSkin के सरल design पर आधारित होकर sensing electronics को sensing interface से अलग किया गया है, जिससे integration सरल होता है
  • AnySkin सीखी गई manipulation policies के लिए instance-to-instance generalization देने वाला पहला sensor है

• मुख्य योगदान

  • adhesive के बिना टिकाऊ और आसानी से बदले जा सकने वाले magnetic tactile sensors बनाने के लिए streamlined fabrication process और design tools का परिचय
  • AnySkin sensor का उपयोग करके slip detection और policy learning की विशेषताओं का विश्लेषण
  • यह प्रदर्शित करना कि AnySkin के एक instance पर सीखा गया model नए instances पर generalize करता है, और इसकी तुलना DIGIT तथा ReSkin जैसे मौजूदा tactile solutions से करना

• AnySkin की विशेषताएँ

  • रोबोट touch के लिए बनाया गया skin sensor, जिसे assemble करना आसान है, जो विभिन्न robot end-effectors के साथ compatible है, और जो नई skin instances पर generalize करता है
  • magnetized iron particles वाली sensing surface में उत्पन्न magnetic field distortion के माध्यम से contact detect करता है
  • flexible surface electronics से भौतिक रूप से अलग है, इसलिए damage होने पर इसे आसानी से बदला जा सकता है

policy learning और skin replaceability

• वीडियो उदाहरण
  • सीखी गई behavior cloning policy, skin बदलने के बाद भी तीन कार्यों में सफल रहती है
  • कार्ड swipe करना
  • plug insert करना
  • USB insert करना

instances के बीच generalization के परिणाम

• slip detection

  • AnySkin पकड़ी गई वस्तु के फिसलने का पता लगा सकता है
  • 30 दैनिक उपयोग की वस्तुओं के data पर प्रशिक्षित LSTM model 92% accuracy के साथ slip events की भविष्यवाणी कर सकता है

• raw signal visualization

  • sensing electronics में पाँच magnetometers शामिल हैं, जो तीन axes में magnetic flux density को मापते हैं
  • वीडियो में AnySkin signals की raw visualization देखी जा सकती है

प्रयोग के परिणाम

fabrication process

• निर्माण विधि
  • AnySkin को Smooth-On DragonSkin 10 Slow और MQFP-15-7(25μm) magnetic particles को 1:1:2 अनुपात में मिलाकर, ऊपर दिखाए गए two-part mold में cure करके बनाया जाता है
  • cured skin को pulse magnetizer का उपयोग करके magnetize किया जाता है
  • gripper tip की design files open source के रूप में उपलब्ध हैं

GN⁺ का सार

• AnySkin रोबोट touch sensing में versatility, replaceability और data reusability की समस्याओं को हल करने वाला एक अभिनव solution है
• सीखी गई policies skin replacement के बाद भी बनी रहती हैं, और instances के बीच generalization संभव है
• slip detection जैसे व्यावहारिक applications में यह उच्च accuracy दिखाता है
• समान कार्यक्षमता वाले अन्य products में DIGIT और ReSkin शामिल हैं

[GN⁺]

Hacker News राय

• सिलिकॉन रबर में चुंबकीय कण इंजेक्ट करके उसे magnetize करने के बाद, magnetometer का उपयोग करके चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव का पता लगाया जा सकता है, जिससे रबर के deformation का पता चलता है और सतह पर "pressure point" का विश्लेषण किया जा सकता है

  • निर्माण प्रक्रिया में consistency बनी रहती है, इसलिए यह ऐसा replaceable part बन जाता है जिसे recalibration की ज़रूरत नहीं होती
  • उन्नत touch sensor अब custom hand-made nails की बजाय machine-cut screws जैसे लगते हैं

• यह तकनीक बहुत प्रभावशाली है

  • सोच रहा हूँ कि क्या इसे कचरे और recycling items को sort करने में इस्तेमाल किया जा सकता है
  • सोच रहा हूँ कि क्या contaminants लगने पर या समय बीतने के बाद भी recalibration संभव है
  • सोच रहा हूँ कि क्या यह टमाटर धोकर उसका stem हटा सकता है
  • मैं इस तकनीक से एक trackpad बनाना चाहता हूँ
  • सोच रहा हूँ कि इसकी resolution कितनी होगी
  • सोच रहा हूँ कि क्या resolution से समझौता किए बिना pressure, tilt आदि दिए जा सकते हैं
  • सोच रहा हूँ कि अगर त्वचा को छूने जैसा महसूस हो तो वह कितना अजीब लगेगा

• 3-axis magnetometer chip इसका मुख्य हिस्सा है

  • magnetization चरण में चुंबकीय कण समानांतर रूप से align हो जाते हैं
  • यह home workshop में इस्तेमाल की जा सकने वाली एक दिलचस्प तकनीक है

• लगता है कि यह electronic instruments के लिए उपयोगी होगा

  • इसे Linnstrument जैसे instruments में इस्तेमाल किया जा सकता है
  • सोच रहा हूँ कि जब sensors साथ-साथ हों तो क्या वे एक-दूसरे में interference करते हैं

• इसे Takktile sensor की तुलना में बनाना बहुत आसान है

  • अगर chip और skin के बीच एक मजबूत layer रखी जाए, तो circuit board को नुकसान पहुँचाए बिना अधिक force का उपयोग किया जा सकता है
  • सोच रहा हूँ कि policy learning वाला हिस्सा technology-independent है या नहीं
  • सोच रहा हूँ कि model contact location की बजाय direction vector पर निर्भर करता है या नहीं

• सोच रहा हूँ कि USB insertion जैसे कामों में यह angle change या pressure difference का पता लगाता है या नहीं

  • सोच रहा हूँ कि मुख्य skin material molded silicone है या TPU

• चुंबकीय कणों को flexible medium में समानांतर रखना ही असली breakthrough है

  • लगता है Magnequench कंपनी जानती होगी कि क्या इन कणों को दूसरे materials में inject किया जा सकता है
  • सोच रहा हूँ कि इन कणों का सबसे आम use case क्या है
  • सोच रहा हूँ कि क्या Dragon Skin का इस्तेमाल करना ज़रूरी है
  • चुंबकीय कणों को semi-solid medium में मिलाने का विचार दिलचस्प है
  • सोच रहा हूँ कि क्या बाहरी चुंबकीय बल लगाकर कणों से medium को deform कराया जा सकता है

• "निर्माण प्रक्रिया" वाला graphic बहुत सरल और अच्छा है

• मैंने robot tactile research की थी

  • मैंने "biotac" sensor का उपयोग किया था, जो बहुत महँगा है और replace करना कठिन है
  • biotac का फायदा यह है कि इसे खरीदा जा सकता है
  • अकादमिक रूप से विकसित ज़्यादातर चीज़ें खरीदी नहीं जा सकतीं
  • ये sensors अच्छे लग रहे हैं

• packaging अच्छी है

  • ऐसे sensors कई दशकों से मौजूद हैं, लेकिन इस बार packaging अच्छी है
  • replaceable cover इसका बड़ा फायदा है
  • "skin" type sensors कई बार बनाए गए, लेकिन उनमें sensor उसी हिस्से में शामिल था जो घिसता है, इसलिए वे production के लिए उपयुक्त नहीं थे

• ऑर्डर करने के लिए Google account होना चाहिए

  • Meta ने funding दी थी