「机器人」缠成一坨的耳机线，这机器人两下就能解开

原文标题：缠成一坨的耳机线，这机器人两下就能解开

明明自己已经整理过了，数据线却还是绕成一团。

这像不像耳机从你的包里刚取出来的样子。

现在不用怕了！加州大学研究出了一款机器人，可以轻松理顺数据线。

有网友对这个研究结果 " 相见恨晚 "：

就不能在 Air Pods 出来之前训练出这个机器吗？

有了这个机器人，就再也不怕那 " 不听使唤 " 的线了。

机器人整理这些缠绕的线，它是怎么工作的呢？

工作原理

双手机器人通过感知即将处理的线，使用两个夹钳来理顺它们。

在整理线的过程中，机器人的特殊构造以及各个系统等都要起到很重要的作用。

首先是它的夹钳结构，这个夹钳（PC）触手既可以钳式（pinch-pinch）抓取，又可以笼式（cage-cage）抓取，也可以二者相结合（pinch-cage）。

△图注：中间为笼式抓取，右边为钳式抓取

钳式抓取时线不能任意滑动，而笼式抓取和两者结合抓取时，线能够滑动。

笼式抓取可以在解结操作中用到，钳式、笼式结合抓取一般用来检测线有没有打结。

多种抓取模式可以让机器人进行更多的操作，并且很适合整理较长的线。

其次是机器人的感知系统，它可以获知整理线的过程中这条线的 " 状态 "：缠绕方式，打结的数量，何处打结 ··· ··· 从而影响机器人的后续操作。

具体来说，感知系统包括端点探测，实时追踪线，结点探测等。

端点探测是指感知要整理的线的两个端点，确保可以进行下一步操作。

实时追踪线是通过传感器来探测整条线，从起点开始，追踪到交叉点就停止。

节点探测是用于检测整根线中的结点个数，单纯的交叉点并能不算在其中。

感知到要处理的线的 " 状态 " 之后，就意味着要进行操作了。

那么在整理的时候，两个抓手都可以进行什么操作（操作指令）呢？

1、Reidemeister 移动：这个操作是在整理时的第一个动作，两个抓手抓住两端的结点，然后将其拉向两端，使线上的打结处都展现出来。

2、摇晃：晃动缠绕的线主要有两个用处，其一是当线的两端很难找到，无法进行 Reidemeister 移动时，通过晃动来寻找端点，其二是摇晃可以使打结处松动，更利于后续操作。

3、物理跟踪：整理线时，需要一个臂紧抓住线的一端，另外一个臂滑动追踪打结处。

4、结点隔离：当解开上一个结时，就要立即执行这个操作，把已经处理好的部分拨到一边。

5、双笼分离：这个是解开打结处的一个重要动作，两个抓手抓住节点内的两点，然后向两端拉开，结就打开了

了解完这波机器人的操作指令后，就可以来看看这些指令是怎么运用到实际操作中的？

整个理线的核心就是抓滑系统（Sliding and Grasping for Tangle Manipulation，简称 SGTM），通过抓取和滑动等一系列操作来解开缠绕的线。

SGTM 从识别端点开始。如果两个端点都可见，那么它将继续进行 Reidemeister 移动（指令 1）。

如果看不到端点，它就会晃动（指令 2）线，直至可以探测到两个端点，然后进行 Reidemeister 移动。

接下来会用感知系统进行结探测，如果遇到结，执行双笼分离操作（指令 5）以解开它，然后返回第一步。

如果没有检测到结的存在，将执行物理跟踪（指令 3），这次跟踪未检测到结的存在的话，线就整理完毕。

但若在物理跟踪时发现额外的结，则该结被隔离（指令四）并放置在工作空间中，算法返回到结探测步骤。

读到这里，机器人如何整理缠绕的线我们也都明白了。

那么它整理这些线的效果如何？

最长可整理 3 米的线

在加州大学团队的研究中，这个机器人最长可成功解开 3 米的数据线。

并且当线中存在一个结时，机器人解开的成功率为 67%，存在两个结时，解开的成功率为 50%。

如果你感兴趣的话，可以戳下文链接了解更多 ~

参考链接：

[ 1 ] https://twitter.com/vainavi_v/status/1553829336515416064

[ 2 ] https://sites.google.com/view/rss-2022-untangling/home

[ 3 ] https://arxiv.org/abs/2207.07813

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