Роботы научились нарезать персики и авокадо

Чтобы роботы стали полноценными помощниками человека в выполнении разных бытовых задач, в том числе на кухне, им важно научиться нарезать объекты, состоящие из частей разной плотности. Мы сами делаем это, практически не замечая, когда чистим манго от кожуры, срезаем мякоть с персика или авокадо. Однако для машин такая способность до сих пор оставалась недостижимой. Решить эту проблему удалось лишь теперь, когда американские разработчики представили систему RoboNinja. О ней рассказывается в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.

RoboNinja включает роботизированный манипулятор с захватом, вооруженный острым ножом и датчиком давления, который позволяет отслеживать сопротивление материала лезвию. Система совершает пробный надрез, пока не упрется в твердую косточку, после чего поднимает нож и повторяет действие. В процессе нескольких таких разрезов компьютерный алгоритм генерирует трехмерную модель косточки с учетом ее размеров, формы и ориентации внутри плода.

©Zhenjia Xu et al., 2023

На основе этих данных система находит оптимальную траекторию движения лезвия для снятия максимального количества мякоти. Для выбора этой траектории используется искусственный интеллект, который был предварительно обучен в виртуальной среде, «нарезая» разные объекты, состоящие из мягких и твердых частей. Наконец, манипулятор с ножом поворачивается под другим углом к плоду и повторяет все операции, пока не очистит косточку полностью.

RoboNinja с успехом прошел испытания в реальности, обработав плод авокадо. Однако ученые не считают свою работу полностью завершенной и планируют усовершенствовать систему, дополнив ее еще более сложными навыками нарезания объектов неоднородной плотности. В будущем она сможет даже снимать кожицу с огурцов или яблок, став по-настоящему полезным подмастерьем на кухне.