明明自己已經(jīng)整理過了，數(shù)據(jù)線卻還是繞成一團。這像不像耳機從你的包里剛?cè)〕鰜淼臉幼印?/p>
現(xiàn)在不用怕了！加州大學研究出了一款機器人，可以輕松理順數(shù)據(jù)線。
有網(wǎng)友對這個研究結(jié)果“相見恨晚”：
就不能在 Air Pods 出來之前訓練出這個機器嗎？
有了這個機器人，就再也不怕那“不聽使喚”的線了。機器人整理這些纏繞的線，它是怎么工作的呢？
工作原理
雙手機器人通過感知即將處理的線，使用兩個夾鉗來理順它們。
在整理線的過程中，機器人的特殊構(gòu)造以及各個系統(tǒng)等都要起到很重要的作用。
首先是它的夾鉗結(jié)構(gòu)，這個夾鉗（PC）觸手既可以鉗式（pinch-pinch）抓取，又可以籠式（cage-cage）抓取，也可以二者相結(jié)合（pinch-cage）。
▲ 中間為籠式抓取，右邊為鉗式抓取
鉗式抓取時線不能任意滑動，而籠式抓取和兩者結(jié)合抓取時，線能夠滑動?；\式抓取可以在解結(jié)操作中用到，鉗式、籠式結(jié)合抓取一般用來檢測線有沒有打結(jié)。
多種抓取模式可以讓機器人進行更多的操作，并且很適合整理較長的線。
其次是機器人的感知系統(tǒng)，它可以獲知整理線的過程中這條線的“狀態(tài)”：纏繞方式，打結(jié)的數(shù)量，何處打結(jié)??????從而影響機器人的后續(xù)操作。
具體來說，感知系統(tǒng)包括端點探測，實時追蹤線，結(jié)點探測等。端點探測是指感知要整理的線的兩個端點，確?？梢赃M行下一步操作。
實時追蹤線是通過傳感器來探測整條線，從起點開始，追蹤到交叉點就停止。
節(jié)點探測是用于檢測整根線中的結(jié)點個數(shù)，單純的交叉點并能不算在其中。
感知到要處理的線的“狀態(tài)”之后，就意味著要進行操作了。那么在整理的時候，兩個抓手都可以進行什么操作（操作指令）呢？
1、Reidemeister 移動：這個操作是在整理時的第一個動作，兩個抓手抓住兩端的結(jié)點，然后將其拉向兩端，使線上的打結(jié)處都展現(xiàn)出來。
2、搖晃：晃動纏繞的線主要有兩個用處，其一是當線的兩端很難找到，無法進行 Reidemeister 移動時，通過晃動來尋找端點，其二是搖晃可以使打結(jié)處松動，更利于后續(xù)操作。
3、物理跟蹤：整理線時，需要一個臂緊抓住線的一端，另外一個臂滑動追蹤打結(jié)處。
4、結(jié)點隔離：當解開上一個結(jié)時，就要立即執(zhí)行這個操作，把已經(jīng)處理好的部分撥到一邊。
5、雙籠分離：這個是解開打結(jié)處的一個重要動作，兩個抓手抓住節(jié)點內(nèi)的兩點，然后向兩端拉開，結(jié)就打開了
了解完這波機器人的操作指令后，就可以來看看這些指令是怎么運用到實際操作中的？
整個理線的核心就是抓滑系統(tǒng)（Sliding and Grasping for Tangle Manipulation，簡稱 SGTM），通過抓取和滑動等一系列操作來解開纏繞的線。
SGTM 從識別端點開始。如果兩個端點都可見，那么它將繼續(xù)進行 Reidemeister 移動（指令 1）。
如果看不到端點，它就會晃動（指令 2）線，直至可以探測到兩個端點，然后進行 Reidemeister 移動。
接下來會用感知系統(tǒng)進行結(jié)探測，如果遇到結(jié)，執(zhí)行雙籠分離操作（指令 5）以解開它，然后返回第一步。
如果沒有檢測到結(jié)的存在，將執(zhí)行物理跟蹤（指令 3），這次跟蹤未檢測到結(jié)的存在的話，線就整理完畢。
但若在物理跟蹤時發(fā)現(xiàn)額外的結(jié)，則該結(jié)被隔離（指令四）并放置在工作空間中，算法返回到結(jié)探測步驟。
讀到這里，機器人如何整理纏繞的線我們也都明白了。那么它整理這些線的效果如何？
最長可整理 3 米的線
在加州大學團隊的研究中，這個機器人最長可成功解開 3 米的數(shù)據(jù)線。
并且當線中存在一個結(jié)時，機器人解開的成功率為 67%，存在兩個結(jié)時，解開的成功率為 50%。
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參考鏈接：
[1] https://twitter.com/vainavi_v/status/1553829336515416064
[2] https://sites.google.com/view/rss-2022-untangling/home
[3] https://arxiv.org/abs/2207.07813
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