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告别Tony老师?机器人剪头发?感觉脑袋有点悬!

时间:2020-07-20 来源:机器人在线 阅读:6059

在疫情期间,对许多的理发店和美发沙龙有限制。而男孩子的头发在平时可能一两周就要理一次。这时你又是如何理发的?你是如何保持造型的?相信很多人会选择网购理发器自己动手,而国外达人YouTube 博主、在家手工爱好者 Shane Wighton 更狠,自己动手做了一个理发机器人



对于机器人来说,可能很难和人类理发师一般,业务熟练技术娴熟。在初始版本中,使用假发模型做实验,机器人也时常翻车。



Wighton 花了很多时间解决了这些程序错误,但机器人无法像 Tony 老师拥有灵巧的双手,它会扯到头发。经过一番努力,Wighton 终于解决了大部分问题,最终帮自己剪了一个效果还不错的发型。



除了基本业务理发外,这位机器人理发师还附赠聊天服务,跟你聊聊天气,拉拉家常。


在视频中,Shane Wighton 详细介绍了自己开发这个剪发机器人的经历。


一般理发店剪头发,造型师会对你的头发进行梳理,用手指将头发分成几个部分,然后逐一下手。这个分头发的过程一般是用梳子完成的,因此 Wighton 很自然地想到让机器人握住两把梳子。

但问题是,这个操作很难借助摄像头观察。在研究了一阵视觉相机的问题之后,Wighton 选择了放弃,选择了PLAN B,用一个简单的真空吸管替换了梳子装置,真空管吸起头发,以便剪刀插入可以下手。



并且还有个好处是剪下来的头发也不会到处乱掉了,实验这个方法有效后,Wighton 将其安在了机器人上。Wighton 介绍称,机器人头部理发机器主要有三个装置,一个类似于人类的手指用于夹住头发;一个用来控制剪刀移动;最后一个用来操作剪刀剪头发。



当然这些只能够剪一面的头发,要想给头做一次全方位的服务,那么下面这个装置不能少。除了可伸缩、升降的机械臂之外,Wighton 还给这个机器人配了一个环形滑轨,为了让剪刀能够调整角度,又加了一个旋转装置,可以绕头一周,上下左右移动。



剪的过程中还有一个问题:人的头会动。那么,怎么让机器人确定你的头在哪儿呢?Wighton 想到了用深度摄像头,也就是靠人脸识别 + 深度数据确定人头在 3D 空间中的位置。但这个方法的缺点在于:摄像头总是被其他设备挡住。



这个问题或许可以解决,但 Wighton 认为,如果非要让摄像头来做这项工作,软件将变得非常复杂。于是,他另辟蹊径,给最前面的手指装了个开关。



这个开关有什么用呢?我们观察到,在机械臂移动的时候,这个开关将是最先碰到人头部的装置。因此,Wighton 将其设置为:一旦该开关碰到人,机械臂就会后退一些,确保安全。



接下来就是确定剪什么发型的问题了,毕竟这不是剪羊毛。在程序员的世界里,一切都是参数化的,发型也不例外。为了让机器人理解人类的发型,Wighton 进行了 3D 建模,用颜色的深浅表示头发的长度,即颜色越深头发越长。



此外,为了让机器人知道剪发的角度(比如刘海应该横着剪,耳边周围的头发要沿着耳朵剪),Wighton 也在 3D 模型上进行了标注。这些工作都完成之后,Wighton 将建好的 3D 模型导入机器人。后者会根据该模型制定剪发计划,然后逐步执行。整个剪发的过程让人捏了把汗。



另外,由于代码 bug,原先 15 分钟就能完成的剪发过程硬是被拉长到 1 个小时,求Wighton的心理阴影面积。但他在视频中提到,尽管这次是一个可怕的理发经历,但他仍然认为自己已经赢了,有多少人会用机器人理发,这基本上是一种艺术行为了!


在疫情期间的慢生活,Wighton好像终于有了时间来实现他的一些奇思妙想,今年早些时候,《大众机械》有发布他的另一项作品:机器人篮球架,可以帮助你精准投篮。



该篮板每次都可以引导球进入篮筐,为了设计完美背板的确切形状,他运行了蒙特卡洛模拟程序,这是一种强大的技术,用于统计某物的概率分布。投篮无疑是一个概率问题。



这个运用了视觉算法与机器人技术的智能篮板,能自动调整角度,让你百发百中。那些爆红的反手投篮短视频不再是难拍的。不过Wighton也提到过,他基本没有想过要把他的这些发明开发商业用途,可能这就是令我们羡慕的有钱、有闲还有技术的生活了!

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