NRI: Autonomous Synthesis of Haptic Languages

NRI:触觉语言的自主合成

基本信息

  • 批准号:
    1426961
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 58.52万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-08-01 至 2019-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project develops algorithms that enable a robot to physically explore its environment using touch and to construct a language that it can use to describe that environment. The steps include exploring an environment while actively seeking information and then detecting potential elements of a language to describe what was touched. A secondary phase involves taking the set of language elements and compressing the language itself so that sensing, storage, and communication are all more efficient and more robust. The work will use a robot equipped with a robotic arm, hand, and fingertip sensors to describe objects and surfaces it encounters, all without any information about the objects provided beforehand. The importance of the work stems from the need for robots to operate in environments where touch is the only reliable sensory source. For instance, underwater applications often have limited visibility and dexterous manipulation can suffer from visual occlusion due to the hand itself. This research will enable robots to be more responsive to touch and more reliable in vision-impoverished environments.A key technical tool used in this work is ergodic control, a computational technique that finds exploration strategies matching desired statistics. Symbol detection involves finding definitions of dynamic sensor evolution that minimize measures of variability. Language minimization depends on computing the entropy of a language, and finding the minimal language that has the same level of expressiveness. These three mathematical and algorithmic components need to be used in parallel during language creation, and they each have to respect physical limitations on the part of the robot (e.g., computational limitations and physical limitations). Software will be shared through the Robot Operating System (ROS) and TREP (physical simulation and optimal control software).
该项目开发算法,使机器人能够使用触摸物理探索其环境,并构建一种语言,它可以用来描述该环境。 这些步骤包括探索环境,同时积极寻找信息,然后检测语言的潜在元素来描述触摸的内容。 第二阶段涉及到获取语言元素集并压缩语言本身,以便感知,存储和通信都更有效,更健壮。 这项工作将使用一个配备了机械臂、手和指尖传感器的机器人来描述它遇到的物体和表面,所有这些都没有事先提供的任何关于物体的信息。这项工作的重要性源于机器人需要在触摸是唯一可靠的感觉来源的环境中工作。 例如,水下应用通常具有有限的可见性,并且灵巧的操纵可能由于手本身而遭受视觉遮挡。 这项研究将使机器人对触摸的反应更灵敏,在视觉贫乏的环境中更可靠。这项工作中使用的一个关键技术工具是遍历控制,这是一种计算技术,可以找到与所需统计数据匹配的探索策略。 符号检测涉及找到动态传感器演化的定义,使可变性的测量最小化。 语言最小化依赖于计算语言的熵,并找到具有相同表达能力的最小语言。 这三个数学和算法组件需要在语言创建期间并行使用,并且它们每个都必须尊重机器人的物理限制(例如,计算限制和物理限制)。 软件将通过机器人操作系统(ROS)和TREP(物理模拟和优化控制软件)共享。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Automatic synthesis of control alphabet policies
Real-Time Area Coverage and Target Localization Using Receding-Horizon Ergodic Exploration
  • DOI:
    10.1109/tro.2017.2766265
  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Mavrommati, Anastasia;Tzorakoleftherakis, Emmanouil;Murphey, Todd D.
  • 通讯作者:
    Murphey, Todd D.
Real-Time Dynamic-Mode Scheduling Using Single-Integration Hybrid Optimization
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Todd Murphey
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  • 通讯作者:
    Todd Murphey

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作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了