IEEE Spectrum 再报 FreeBOT，磁传感器阵列实现构型检测

继去年报道我院关于模块化自重构机器人 FreeBOT 的研究成果后，近日，美国电气和电子工程师协会（IEEE）的旗舰杂志 IEEE Spectrum 又在线跟进了该机器人的研究进展——智能机器人研究中心林天麟教授团队对 FreeBOT 进行了功能升级，无需任何外部传感系统，即可动态检测机器人的连接构型。这对于后续实现 FreeBOT 的全自动化具有重大意义。

关于此项功能的研究，团队形成论文 Graph Convolutional Network Based Configuration Detection for Freeform Modular Robot Using Magnetic Sensor Array (Authors: Yuxiao Tu, Guanqi Liang, and Tin Lun Lam) 发表在今年的机器人顶会 ICRA 上。该文提出了一个基于图卷积神经网络的多目标磁定位系统，可在复杂铁磁环境中准确进行多目标磁定位，可用于模块化自由重构机器人 FreeBOT 的接触式构型感知。

如何实现感知检测整组机器人的连接构型呢？硬件上，研究团队通过在 FreeBOT 上装配磁传感器列阵，监测由磁铁和铁球壳产生的磁场；软件上基于图卷积神经网络的算法，预测球壳表面连接点所在区域，并经过区域融合得到最终定位结果。只需单个连接点的训练数据便可学习在铁球壳干扰下的磁铁磁场分布，定位所有连接点的所在区域，以此实现连接情况的检测。

去年，IEEE Spectrum 在报道中提到，模块化机器人最棘手的问题之一是找到一种简单可靠的方式，让它们不需要依赖专用的连接机构就可以彼此连接起来。林天麟教授团队研发的新型模块化机器人 FreeBOT，正可以通过铁磁性球壳及其内部机构来解决这个问题，实现机器人之间的任意点连接。

相关工作发表在 IROS 2020，其中 FreeBOT: A Freeform Modular Self-reconfigurable Robot with Arbitrary Connection Point - Design and Implementation 一文更是获得2020年 IROS 机器人机构设计最佳论文奖。

今年，团队面对“隔着球壳实现机器人之间的构型检测”这一颇具挑战性的问题又提出了自己的方案。接下来 FreeBOT 又将实现什么样的进化升级？让我们拭目以待。

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