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| 本文作者： 汪思穎 | 2018-10-23 10:18 |
雷鋒網(wǎng) AI 科技評(píng)論消息，IROS 2018 于當(dāng)?shù)貢r(shí)間 10 月 1-5 日在西班牙馬德里召開，會(huì)上，來(lái)自新加坡松下研究院申省梅團(tuán)隊(duì)、新加坡南洋理工大學(xué)陳義明教授團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì) Robotics.SG 獲得 IROS Mobile Manipulation Hackathon 挑戰(zhàn)賽冠軍。這一事件在雷鋒網(wǎng)旗下學(xué)術(shù)頻道 AI 科技評(píng)論數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品「AI 影響因子」上有相應(yīng)加分。
該項(xiàng)競(jìng)賽要求所有參賽者統(tǒng)一使用西班牙 PAL 公司的移動(dòng)機(jī)械手臂機(jī)器人 Tiago（Tiago 為西班牙語(yǔ)，表示「拿著它走吧」），每支參賽隊(duì)伍需根據(jù) Tiago 的功能定義自己的應(yīng)用專題及機(jī)器人要完成的任務(wù)。任務(wù)越復(fù)雜就需要越高難度的技術(shù)，將技術(shù)集成在一起并順利完成任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)相應(yīng)增加。
此次比賽中，申省梅、陳義明聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景如下：用 Tiago 機(jī)器人把客戶遺留在超市收銀臺(tái)的產(chǎn)品放回貨架。
申省梅對(duì)雷鋒網(wǎng)表示，根據(jù)每支參賽組提交的任務(wù)描述和 Tiago 在模擬器上實(shí)現(xiàn)的結(jié)果視頻評(píng)價(jià)，他們于 7 月成功晉級(jí)決賽。此后，他們開始對(duì)多種商品進(jìn)行訓(xùn)練樣本的收集和標(biāo)注，重新訓(xùn)練了一個(gè)商品檢測(cè)分類器。
決賽共有 6 支隊(duì)伍，每支隊(duì)伍有 30 分鐘的時(shí)間來(lái)展示移動(dòng)操作機(jī)器人所要完成的任務(wù)。在決賽中，他們?cè)O(shè)計(jì)算法讓機(jī)器抓取商品，走到貨架區(qū)域并把 5 件產(chǎn)品依次放回不同貨架上。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)用戶界面也向觀眾傳遞了機(jī)器人每完成的一個(gè)步驟的狀態(tài)與時(shí)間。
比賽結(jié)束之后，評(píng)委對(duì)比賽細(xì)節(jié)，尤其是技術(shù)核心以及創(chuàng)新等提出問題，以了解和確認(rèn)每支比賽隊(duì)伍的技術(shù)水平、創(chuàng)新以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的魯棒性。
得分主要從以下三方面進(jìn)行評(píng)估：
科學(xué)和技術(shù)質(zhì)量：0-5 分
演示的魯棒性：0-5 分
潛在的應(yīng)用和比賽結(jié)果的影響：0-5 分
最終，綜合了應(yīng)用性、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、短時(shí)間內(nèi)集成和調(diào)試的能力、完成任務(wù)的多樣性和全面性、演示過程中展現(xiàn)出來(lái)的魯棒性等多個(gè)方面，他們團(tuán)隊(duì)贏得專家團(tuán)肯定，一舉奪冠。
據(jù)申省梅介紹，這次比賽中用到的關(guān)鍵技術(shù)如下：
第一，機(jī)器人從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的路徑規(guī)劃，地圖建立和導(dǎo)航以及障礙物檢測(cè)和繞過等；
第二，機(jī)器人要能識(shí)別上千種商品并能按照商品所在貨架將其正確放回；
第三，針對(duì)不同商品，機(jī)器手需找到最佳抓取角度和方向，成功抓取商品。之后，再根據(jù)得到的位置信息，做出任務(wù)規(guī)劃，成功將商品放回貨架。
為了成功抓取商品，他們采用了較為通用和魯棒的設(shè)計(jì)方案，可以應(yīng)用到各種抓取目標(biāo)而不受限于抓取目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。整場(chǎng)比賽中，深度學(xué)習(xí)技術(shù)是尤為關(guān)鍵的一環(huán)。
獲勝過程并非一帆風(fēng)順，申省梅也提到比賽中面臨的困境：
一是對(duì) Tiago 的安裝測(cè)試只能從決賽前一周開始。「最開始操作 Tiago 時(shí)，我們對(duì)它的性能和操作非常陌生，完全看不到成功的影子。最終，團(tuán)隊(duì)成員協(xié)調(diào)配合做到半夜，才終于在最后一天演示成功。」
此外，比賽環(huán)境與測(cè)試環(huán)境不同，測(cè)試 Tiago 機(jī)器人的時(shí)間也極其有限。這也是比賽的目標(biāo)之一——如何使設(shè)計(jì)的機(jī)器人盡快適應(yīng)新的環(huán)境。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，他們堅(jiān)持不在現(xiàn)場(chǎng)更改算法，只調(diào)參數(shù)；在設(shè)計(jì)中，他們也考慮到環(huán)境因素，比如演示場(chǎng)地的大小、燈光變化、機(jī)器人的性能，做出了相應(yīng)的出錯(cuò)自動(dòng)恢復(fù)措施。
每次比賽都是一場(chǎng)收獲之旅。在申省梅看來(lái)，通過此次比賽，既看到了他們團(tuán)隊(duì)的實(shí)力和長(zhǎng)處，也看到了需要改進(jìn)的地方。「我們可以以此作為 POC，針對(duì)不同場(chǎng)景（超市、物流、工廠等），不斷提高和完善，向商業(yè)化邁進(jìn)。」
談及參賽原因，申省梅說道，此次比賽不僅注重每支隊(duì)伍的技術(shù)水平，也重視競(jìng)賽所產(chǎn)生的應(yīng)用價(jià)值和商用可能性，更重視多項(xiàng)技術(shù)的集成，包括算法設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、硬件配合以及完成任務(wù)的魯棒性。這與他們的研究高度契合，他們希望通過此次比賽，發(fā)現(xiàn)問題，尋求突破，盡快讓技術(shù)實(shí)用化。
這也是 IROS 上諸多專家學(xué)者的觀點(diǎn)：競(jìng)賽是一個(gè)很好的平臺(tái)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并反饋給學(xué)術(shù)界和技術(shù)開發(fā)者，進(jìn)一步尋求解決和突破，推動(dòng)技術(shù)盡快落地。
「如何開發(fā)一個(gè)靈活性強(qiáng)的機(jī)器人，比如用增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法來(lái)適應(yīng)環(huán)境的改變；如何開發(fā)出不同環(huán)境下具有相同性能的機(jī)器人模塊，這些都是需要突破的地方。」
比賽官網(wǎng)：http://iros18-mmh.pal-robotics.com/
附新加坡松下研究院團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：
這一團(tuán)隊(duì)有著 27 年的核心技術(shù)開發(fā)歷史，在研究院副院長(zhǎng)申省梅帶領(lǐng)下，他們?cè)谝粢曨l信號(hào)的分析壓縮、攝像技術(shù)、三維重建、SLAM、導(dǎo)航定位、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)等多個(gè)領(lǐng)域核心技術(shù)研發(fā)上都有著非常深厚的技術(shù)積累。
2017 年，該團(tuán)隊(duì)在美國(guó) NIST IJB-A 人臉識(shí)別和微軟百萬(wàn)名人人臉識(shí)別挑戰(zhàn)賽中榮獲冠軍；2018 年，他們?cè)谥腔鄢鞘挟惓＝煌顩r檢測(cè)比賽中獲得第一。
南大機(jī)器人團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：
南大機(jī)器人團(tuán)隊(duì)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域有許多研究，在機(jī)器視覺、操作與抓取、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)等方面取得過多項(xiàng)成果。該團(tuán)隊(duì)曾參加過亞馬遜 2015 與 2017 機(jī)器人比賽，以及 DHL2017 機(jī)器人比賽，獲得優(yōu)異成績(jī)。
福利！想知道此次比賽更多細(xì)節(jié)嗎？諸如：
為了讓機(jī)器人在不同環(huán)境下都能準(zhǔn)確識(shí)別物體，商品識(shí)別檢測(cè)模型主要基于哪些算法，并需如何改進(jìn)？
為了讓機(jī)器手成功抓取商品，如何設(shè)計(jì)出較為通用和魯棒的設(shè)計(jì)方案？
當(dāng)演示場(chǎng)地大小、燈光、機(jī)器人的性能等因素發(fā)生變化，如何做出相應(yīng)的出錯(cuò)自動(dòng)恢復(fù)措施？
在最終結(jié)果上，機(jī)器人每完成一個(gè)步驟的狀態(tài)與時(shí)間如何？與人的差距有多大？
11月，該團(tuán)隊(duì)將在 AI 研習(xí)社公開課上，為大家?guī)?lái)以上內(nèi)容。
歡迎關(guān)注雷鋒網(wǎng) AI 研習(xí)社公開課，獲取更多干貨。(*^▽^*)
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