В индустрии переработки мяса птицы наметился технологический сдвиг. Исследователи представили роботизированную систему, способную перенимать человеческие навыки. Разработка принадлежит команде из Университета Арканзаса. Проект финансируется при поддержке USDA и NSF.
Система получила название ChicGrasp. Это dual-jaw роботизированный захват. Он учится навешивать тушки кур на конвейер, наблюдая за действиями человека. Проект стартовал как ответ на дефицит кадров. Особенно остро эта проблема проявилась во время пандемии COVID-19.
Как работает «умный» захват для мяса птицы
В отличие от традиционных манипуляторов, ChicGrasp использует embodied AI. Промышленные роботы обычно работают по жесткой программе. Новая же система адаптируется к нестандартным условиям реального производства. Как объясняет руководитель проекта Дунъи Ван, та же технология лежит в основе разработок беспилотных автомобилей.
Ключевая особенность, имитационное обучение (imitation learning) с использованием алгоритма diffusion policy. Амирреза Давар, аспирант и ведущий автор исследования, поясняет суть процесса. Сначала человек показывает роботу правильную траекторию движения. Затем система запоминает ее. Благодаря этому робот не учится с нуля методом проб и ошибок, а сразу понимает задачу. Это критически важно для работы с тушками. Они скользкие, холодные и имеют разный размер. Положение ног у каждой тушки тоже отличается.
Кроме того, исследователи опубликовали все материалы в открытом доступе. В открытый доступ выложены CAD-файлы, код и наборы данных. Таким образом, разработка становится воспроизводимым бенчмарком для всей отрасли агроробототехники.
Открытый код и цена прототипа
Стоимость сборки прототипа ChicGrasp составила около 59 000 долларов. В конструкции использованы серийные компоненты для роботизированной руки. Некоторые детали были напечатаны на 3D-принтере.
Делая наработки общедоступными, команда стремится ускорить прогресс в этой области. Исторически здесь не хватало качественных данных для воспроизведения результатов. Это важный шаг для интеграции интеллектуальных систем в переработку мяса и других биопродуктов.
Скорость уступает человеческой, но прогресс очевиден
На данный момент ChicGrasp демонстрирует почти 81% успешных захватов. Однако главный вызов для промышленного внедрения, скорость. Человеку требуется около трех секунд, чтобы навесить тушку на линию. Роботу на ту же операцию нужно примерно 38 секунд.
Исследователи знают об этом ограничении. Они уже работают над его устранением. Увеличения скорости планируется достичь за счет изменения алгоритмов управления. Также инженеры хотят применить более агрессивные режимы ускорения манипулятора.
«Важность этой работы не ограничивается самим захватом. Сочетание имитационного обучения и способности адаптироваться к конкретной ситуации делает эту систему применимой на практике», — комментирует Амирреза Давар.
В будущем такие решения могут стать основой для автоматизации сложных операций на мясокомбинатах. Сейчас там все еще велика доля ручного труда.
