2022 年，机器人终于会剥香蕉皮了
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2022 年，机器人终于会剥香蕉皮了
剥开一个香蕉需要几步？拿起香蕉，用一只手捏着香蕉皮，剥开。或许有的人会纠结一下要从头部开始还是从尾部开始，但不损坏香蕉的同时剥皮是一件轻松不费时的事。
▲图片来自：Gettys Images
对于人来说，剥香蕉皮当然并不是什么难事（对一些猩猩和猴子来说似乎也是如此）。但对于机器人来说，就不一定了。
▲图片来自：Daily Mail
东京大学的一个研究团队（研究人员包括 Heecheol Kim, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi）开发了一个机器人，可以在不破坏香蕉果肉的情况下成功剥掉香蕉皮。不过它目前的成功率只有约 57%。
▲图片来自：YouTube
在我们看来似乎不费吹灰之力的剥香蕉，其实是个精细的过程。每次剥皮时，手里的香蕉在形状、大小、成熟度和整体状况上都会有差异，只是大脑在每次剥皮时都会做出快速反应并做出决定。
对于机器人来说，这个反应并决定的过程就需要长时间的学习。
▲图片来自：YouTube
东京大学研究团队开发的这个双臂机器人，有两个 UR5（通用机器人）机械手和两个运动学参数与 UR5 相同的控制器，云台上安装了一个 ZED 迷你立体相机，相机固定在一个可以观察香蕉的位置。
人类操作员控制机器人时，通过头戴式显示器（HMD）看到立体相机里的图像。显示器上安装了眼动仪，用于实时测量操作者的注视位置。
▲图片来自：arXiv
为了训练机器人剥香蕉，研究人员使用了大量人类演示的香蕉剥皮过程，用这些数据通过「深度模仿学习」进行训练。在这个机器人长达 13 个小时的训练里，剥香蕉的过程被分解为 9 个步骤：
抓住香蕉；
举起被抓住的香蕉；
伸右侧手抓住香蕉尖；
剥去香蕉尖；
右侧手靠近右边的果皮；
右手握住果皮并剥开；
旋转香蕉重新定位，让右手能碰到左边果皮；
右手靠近左侧果皮；右手握住左边果皮并剥开。
▲图片来自：arXiv
在长时间的深度学习后，在成功的测试中，机器人可以在约 3 分钟的时间里剥完一根香蕉。当然也有失败的时候，香蕉可能会从机械手中滑下来，在剥皮时可能会挤压果肉……因此目前成功剥皮的几率只有 57% 。
▲图片来自：arXiv
这些数据说明，机器人距离拥有这项技能还有很多可改进的空间。因此，研究团队现在的目标是改进机器人的技能，提高它的速度和可靠性，也希望它可以在除香蕉剥皮之外的其他精细任务中发挥作用，从而帮助解决某些行业劳动力短缺的问题。
▲Chipotle 餐厅 的 Chippy，图片来自：cnBeta
比如，它可以在劳动力短缺的餐饮业当个「机器员工」。其实，已经有餐厅在厨房里使用机器人进行辅助，像 Chipotle 餐厅 的 Chippy 和 White Castle 的厨房机器人 Flippy 。如果这个能剥香蕉皮的机器人能进行更精细的操作，想必会带来更多的可能。
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