Роботизированную кисть научили ходить на собственных пальцах, подниматься после падения, нажимать клавиши и толкать предметы к заданной точке. В опубликованной работе исследователи показали, что отдельная кисть может передвигаться и выполнять простые задачи без роботизированной руки, колес или дополнительных ног.
За основу взяли готовую пятипалую кисть с 20 приводными суставами, по четыре на каждый палец. На тыльную сторону добавили модуль массой 80 г с аккумулятором, Raspberry Pi Zero 2 W и датчиком, который отслеживает наклон и вращение. Вместе с электроникой робот весит 818 г и не нуждается в кабеле для питания или вычислений.
Главная сложность скрывается в самих пальцах. Чтобы сделать шаг, кисти приходится поднять один из них, пока остальные удерживают весь вес. При нажатии клавиши или толчке предмета задача становится еще сложнее: часть пальцев взаимодействует с объектом, а остальные одновременно не дают роботу упасть.
Исследователи обучали управление сначала в компьютерной симуляции методом обучения с подкреплением. Алгоритм много раз пробовал двигать пальцы и получал награду, когда кисть шла в нужном направлении, сохраняла равновесие и двигалась достаточно плавно. Для каждого пальца задали удобное исходное положение, но оставили свободу двигаться вперед и назад, поэтому программа сама подобрала порядок шагов.
После переноса модели на настоящую кисть робот смог пройти по 14 поверхностям, среди которых были трава, гравий, асфальт, ковролин, металлическая решетка и гладкий пол. После падения кисть вернулась на кончики пальцев в 21 из 25 испытаний. Направление при обычной ходьбе пока задает оператор, поэтому свободно искать путь в незнакомом помещении робот еще не умеет.
Отдельные модели управления отвечают за другие действия. Перед испытанием с клавиатурой исследователи вручную ставили кисть в нужную точку, после чего робот без камеры правильно выполнил 29 из 32 команд. В другом опыте внешняя камера показывала положение кубика и цели, а кисть сама подходила к предмету и подталкивала его в нужную сторону. В 15 показанных попытках средняя ошибка в конечной позиции составила 17 мм.
Авторы предлагают использовать принцип там, где целая роботизированная рука просто не помещается. Манипулятор сможет поставить кисть возле узкого проема, после чего кисть доберется до кнопки, переключателя или небольшого предмета своими пальцами. До полностью самостоятельного робота разработке еще далеко: прототипу нужна внешняя камера для работы с объектами, а движение по поверхности остается под управлением человека.
