Proboj bi mogao omogućiti robotima “vrhove prstiju” jednako osetljive kao kod ljudi
Istraživači su prevazišli značajan izazov u biomimetičkoj robotici razvijanjem senzora koji, uz pomoć veštačke inteligencije, može kliziti preko Braillovog teksta, tačno ga čitajući dvostruko brže od ljudske brzine.
Tehnologija bi mogla da se integriše u ruke robota i proteze, pružajući osetljivost vrhova prstiju sličnu ljudskoj
Ljudski vrhovi prstiju su izuzetno osetljivi. Oni mogu komunicirati detalje o objektu veličine oko polovine širine ljudske dlake, prepoznati suptilne razlike u teksturama površina i primeniti pravu količinu sile kako bi uhvatili jaje ili vreću hrane tešku 9 kg, a da ne skliznu. S obzirom na to da savremene elektronske kože sve više inkorporiraju biomimetičke funkcionalnosti, potreba za dinamičnim interakcijama poput klizanja postaje esencijalna. Međutim, reprodukovanje osetljivosti ljudskih vrhova prstiju u robotičkom ekvivalentu pokazalo se teškim, uprkos napretku u oblasti mekane robotike. Istraživači sa Univerziteta u Kembridžu, Velika Britanija, približili su se realizaciji ove ideje primenjujući pristup koji koristi senzore taktičkog vida bazirane na viziji, zajedno sa veštačkom inteligencijom za detekciju karakteristika visoke rezolucije i brzine.
“Mekanost ljudskih vrhova prstiju jedan je od razloga zašto možemo uhvatiti stvari s pravilnim pritiskom”, rekao je Parth Potdar, vodeći autor studije. “Za robotiku, mekoća je korisna karakteristika, ali takođe vam je potrebno puno informacija senzora, i teško je imati oboje istovremeno, posebno kada se radi s fleksibilnim ili deformabilnim površinama.” Istraživači su postavili sebi izazovan zadatak: razviti robotski senzor u obliku “vrha prsta” koji može čitati Braillovo pismo klizeći po njemu kao ljudski prst. To je idealan test. Senzor treba biti izuzetno osetljiv, jer su tačke u svakom slovu postavljene veoma blizu jedna drugoj.
“Postoje postojeći roboti koji čitaju Braillovo pismo, ali oni čitaju samo po jedno slovo u isto vreme, što nije način na koji ljudi čitaju”, rekao je koautor studije Dejvid Hardman. “Postojeći roboti koji čitaju Braillovo pismo rade na statičan način: dodirnu jedan uzorak slova, pročitaju ga, podignu se s površine, pređu na sledeći uzorak slova i tako dalje. Mi želimo nešto što je realnije i mnogo efikasnije.”
Zato su istraživači kreirali robotski senzor sa kamerom u svom “vrhu prsta”. Svesni da klizanje senzora uzrokuje zamagljenje pokreta, istraživači su koristili algoritam mašinskog učenja obučen na setu stvarnih statičkih slika koje su sintetički zamućene kako bi “de-zamutile” slike. Kada je zamagljenje pokreta uklonjeno, model računarske vizije je detektovao i klasifikovao svako slovo.
“Ovo je težak problem za robotičare jer je potrebno puno obrade slike da bi se uklonilo zamagljenje pokreta, što oduzima vreme i energiju”, rekao je Potdar.
Inkorporiranjem obučenog algoritma mašinskog učenja, robotski senzor je mogao čitati Braillovo pismo brzinom od 315 reči u minuti sa tačnošću od 87,5%, dvostruko brže od ljudskog čitača i približno jednako tačno. Istraživači kažu da je to značajno brže od prethodnih istraživanja, a pristup se može skalirati sa više podataka i složenijim modelima kako bi se postigao bolji performans i još veće brzine.
“S obzirom da smo koristili lažno zamućenje kako bismo trenirali algoritam, bilo je iznenađujuće koliko je bio tačan u čitanju Braillovog pisma”, rekao je Hardman. “Pronašli smo lepu ravnotežu između brzine i tačnosti, što je takođe slučaj i sa ljudskim čitačima.”
Iako senzor nije dizajniran kao asistivna tehnologija, istraživači kažu da njegova sposobnost brzog i preciznog čitanja Braillovog pisma obećava dobro za razvoj robotskih ruku ili proteza sa osetljivošću sličnom vrhovima ljudskih prstiju. Oni se nadaju da će proširiti svoju tehnologiju na veličinu humanoidne ruke ili kože. “Brzina čitanja Braillovog pisma je odličan način za merenje dinamičkih performansi taktičkih sistema, tako da naši rezultati mogu biti primenljivi i izvan Braillovog pisma, npr. za otkrivanje tekstura površina ili klizanja u robotskoj manipulaciji”, rekao je Potdar.
Izvor: Newatlas
