现实版寄生兽？在机器人的机械手臂安装摄像头可快速创建3D模型

　　美国卡内基梅隆大学机器人学院的研究人员表示，在机器人的机械臂上安装摄像头可以帮助它快速创建环境的3D模型，并使机器人感知其手臂的位置。

　　在机器人执行其任务之前，例如将手臂放入狭窄的空间或捡起易碎的物体，它必须知道它的机械臂的确切位置。美国卡耐基梅隆大学(CMU)机器人研究所的研究人员表示，在机器人手臂上安装摄像头可以快速创建周围环境的3D模型，并让机器人知道其手臂当前的位置。

　　如果摄像头不够精确，机械臂没有波动，就很难完成实时同步。然而，CMU团队发现，相机和机器人手臂可以合并，相机的形状可以通过关节的角度来确定，从而提高绘图精度。机器人学博士马修·克林根史密斯(Matthew Klingensmith)表示，这对包括探索在内的任务至关重要。

　　研究人员在IEEE机器人和自动化国际会议上介绍了他们的研究成果。机器人学副教授Siddhartha Srinivasa和助理研究教授Michael Kaess参加了研讨会。

　　Srinivasa表示，目前在机器人手臂上放置摄像头或其他传感器是可行的，因为今天的传感器变得更小，效率更高。他解释说，这一点非常重要，因为机器人“通常头上有一根装有摄像头的杆子”，所以它们无法像人一样对任务环境有很好的感知。

　　但如果机器人看不到自己的手，在机械臂上安装一只“眼睛”是不够的，因为它无法感知自己的手和物体在环境中的绝对位置。对于一个在未知环境中履行义务的移动机器人来说，这是一个罕见的问题。常见的处理方法是同步定位绘图，英文缩写为SLAM。这种方法是让机器人的不同部分协同工作，通过摄像头、激光雷达和车轮测距绘制出新环境的3D地图，并计算出机器人在3D世界中的位置。

　　“目前有几种算法可以集合这些资源，构建3D空间，但它们对传感器的精度和计算有非常严格的要求，”Srinivasa说。

　　Klingensmith说，如果传感器的姿态未知，例如相机是手持的，通常会使用这些算法。但如果摄像头安装在机械臂上，就会限制它的行为。

　　克林根史密斯(Klingensmith)介绍:“自动跟踪关节角度的变化，使得绘制高质量的循环图成为可能，即使相机移动速度非常快，传感器数据缺失或精度不好。”

　　研究人员向我们展示了多关节机器人，它可以通过安装在轻型机械臂上的深度摄像头完成实时地图定位功能。在创建书架的三维模型时，其重建义务的完成程度相当于或优于其他测绘技术。

　　“要改进这种方法还有许多任务要做，但我们确信它在改善机器人操作方面有很大的潜力，”Srinivasa说。丰田汽车公司美国海军研究办公室和国家迷信基金会也表示支持这项研究。