[发明专利]机器人的触摸感知

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月9日提交的、题为“INTELLIGENT MACHINE-BASED CLEAN-UP AND DECLUTTERING OF AN UNSTRUCTURED ENVIRONMENT(基于智能机器的非结构环境的清理及整理)”的美国临时申请No.62/089,416的申请日的优先权和权益，该临时申请以其整体内容通过引用并入本文。本申请还要求2015年1月15日提交的、题为“CLOUD-BASED ROBOTIC SOFTWARE WITH DOWNLOADABLE APPS(具有可下载APP的基于云的机器人软件)”的美国临时申请No.62/103,573的申请日的优先权和权益，该临时申请以其整体内容通过引用并入本文。最后，本申请要求2015年3月27日提交的、题为“EXTENSIONS AND APPLICATIONS FOR ROBOTS CAPABLE OF MANIPULATION(用于能够操纵的机器人的扩展及应用)”的美国临时申请No.62/139,172的优先权和权益，所有上文所引用的申请以其整体内容通过参考并入本文。

技术领域

本专利说明书涉及诸如机器人的机器及装置领域，所述机器人能够接收接触传感器数据以使用来自触摸传感器和图像传感器两者的数据来执行目标定向的任务。

背景技术

尽管如太空旅行、全球即时通信和自动驾驶汽车的其他科幻小说主流已经实现，但是通用家用机器人一直没有实现，即使最先进的研究型机器人也难以做简单的工作，如折叠毛巾。

特别期望自动化的一组任务是与清洁有关的任务。这涉及到移动对象，然后清洁表面，可能替换属于特定空间中的那些对象。本专利说明书描述了执行这些功能的方法和装置。

家用机器人存在于现今。现今出售的大多数家用机器人都是机器人吸尘器。这些机器人中最佳者为了地图构建的目的而感测它们的环境，但是所有家用吸尘机器人都缺少有目的地操纵对象的能力(虽然它们可能意外地将一些对象推到地板上)。

一些机器人玩具具有可以操纵小型对象的机械臂。通常，这些机器人限于远程控制操作，或有时基于传感器输入遵循决策树的简单预编程序列。在最好的情况下，这些玩具具有非常有限的感知，诸如循着张纸上所画的线，或寻找或避免光线的能力。这些玩具决不执行所期望的清洁表面或空间的任务。

已经使用包括折叠毛巾的高级任务的研究型机器人演示了更先进的感知和对象识别。然而，本专利说明书的作者尚不知道演示除自主清洁除地板之外的空间任务的任何机器人或其他设备。作者已知的最接近的现有技术包括看起来像清洁房间的PR1研究型机器人的视频，该机器人实际上由其中一个研究人员遥控。作者已知的其他现有技术包括是由加利福尼亚州的门洛帕克(Menlo Park)的SRI建造的、被称为“Fetch”的机器人，该机器人可以抓握并拾取对象并标识它们。这种机器人不包括随后将对象放好的能力，并且不具有任何清洁表面的能力。本专利说明书中所描述的技术中的一项是触摸感知。一些研究人员已经经常在包括触觉学的遥控应用的上下文中演示了触摸的感测。然而，除吸尘机器人上的碰撞开关外，本专利说明书的作者尚不知道用于自主对象和/或环境识别的触摸感知的任何演示。

因此，需要可以用于自主对象和/或环境识别的机器人感知的新颖方法。进一步需要将触摸传感器数据与视觉传感器数据组合以自主地执行活动的新颖方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够执行目标定向任务的诸如机器人的装置。在一些实施例中，该装置使用一个或多个触摸传感器以接收关于环境内的对象和结构的位置的触摸感知反馈。在优选的实施例中，该装置可以包括融合引擎，以将触摸感知数据与其他类型的传感器数据(诸如从图像或距离传感器接收的数据)组合。在一些实施例中，该装置可以使用贝叶斯推断模型将距离传感器数据与触摸传感器数据组合。在另外的一些实施例中，触摸传感器可以被安装到机器人的臂上，以检测压力的水平和压力的方向。该装置然后可以使用其从触摸传感器和距离传感器两者接收的数据来创建其环境的地图并执行诸如清洁或移动对象的目标定向任务。

附图说明

本发明的一些实施例被图示为示例并且不受附图的限制，在附图中相同的附图标记可以指示相似的元件，并且其中：

图1：图1描绘了根据本文所描述的各种实施例的、包括可动臂的可动机器人装置的一个示例的透视图。