前沿洞察丨会作画？是机器人中的艺术家

本期前沿洞察给大家带来这些前沿技术：作品已经达到人类画家水平的作画机器人；受珊瑚虫启发的垃圾清理机器人；能灵活操作电线等可变形物体的柔性机械手……卡内基梅隆大学的研究人员在最近公布了一项绘画机器人的研究成果,他们称其设计的绘画机器人可以模仿人类画家的绘画风格，并且已经到达真假难辨的地步。该团队设计的系统中包括一个机械手臂，一个将图像转换为笔画的渲染器，以及一个根据艺术家的输入合成笔画的生成模型。渲染器使用强化学习来学习基于画布和给定图像生成一组笔画，而生成模型则识别艺术家的笔画模式并相应地创建新的笔画。在实验中，研究人员让他们的机器人画一个虚构的记者图像。然后他们让112名受访者来判断是画作的作者是人类画家还是机器人。根据结果，超过一半的参与者不能区分是机器人还是人类做的画。在下一阶段的研究中，研究人员还将通过更多艺术家的画作来培训机器人的作画能力，最终通过深度学习以形成机器人自己独有的画风。受珊瑚虫启发的垃圾清理机器人据外媒报道，荷兰埃因霍芬理工大学的研究人员受海洋微生物珊瑚虫的启发，研发出一种由磁铁和光驱动厘米级机器人。由于能够在水下抓取和释放物体，该团队想象了其新机器的一系列应用，包括用触手收集污染物，甚至捕捉细胞作为生物医学的工具。这款无线水生机器人的灵感来自于珊瑚虫，这是一种小而柔软的生物体，它们以巨大的数量联合在一起，最终形成珊瑚礁。这些小动物的特点是，中心的茎部会做特定的运动，产生小电流，进而吸引食物颗粒，让它们的触手抓住。在这一点上，研究人员看到了一些有趣的可能性。这些触手由光机械聚合物材料制成，能对不同波长的光做出反应。当受到紫外线照射时，触手会做出抓取的反应，而蓝光则会使它们释放。总的来说，这就形成了一个长一厘米的软性机器人，可以通过磁铁和光来抓取水下的小物体。对于下一步，该团队正在努力生产一支由其小型机器人组成的队伍，这些机器人有可能一起工作来运输粒子，其中一个机器人将它们传递给下一个机器人。再往后，该团队设想将它们用于捕捉和运输特定细胞，作为先进诊断设备的一部分。7月14日，麻省理工学院在机器人领域国际顶级会议RSS2020上展示了一对搭载高分辨率触觉传感器的机械手，它们能够灵活操作电缆、电线等可变形物体。研究团队称，这是机器人首次在没有其他机械帮助的情况下实时操作电缆。论文第一作者麻省理工学院博士后佘宇在接受记者采访时介绍，该机械手可以应用于任何涉及绳索操作的场景，比如工厂里的缆绳、电缆自动加工和装配。研究团队指出，这款机械手还有改进空间。他们希望能够进一步改善传感器的形状以提高整体性能。触觉信号的频率也有待进一步提高。此外，目前机械手的尺寸还没有达到理想状态，佘宇和他的团队计划进一步缩小机械手的尺寸来执行更加灵活的任务。未来，研究团队计划对更复杂的绳索自动化操作进行研究，例如电缆布线和通过障碍物插入电缆等，也会探索更复杂的可变形物体的自动化操作，比如铺床单、穿衣服、叠衣服等。

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