2021. 02. 17. - 09:45
Mesterséges intelligencia - Árnyékok segítenek a robotoknak megérteni az emberi érintést
Új módszert hoztak létre kutatók annak megoldására, hogy a lágy robotok a fizikai interakciók széles skáláját észlelhessék.
Alacsony költségű, megfizethető módszert fejlesztettek ki a Cornell Egyetem kutatói számos fizikai interakció észlelésére a lágy robotok számára – a pofozástól az ölelésig, anélkül, hogy támaszkodnának az érintésre.
USB kamera kapott helyet a belső részükben, mely a kézmozdulatok árnyékmozgásait rögzíti a robot bőrén, majd osztályozza ezeket gépi tanulásos szoftverével.
Az új ShadowSense technológia a Cornell Egyetem Ember-Robot Együttműködés Laboratóriumának legutóbbi projektje. A kutatócsoport cikket is publikált felfedezéséről.
„Az érintés a legtöbb organizmus számára igen fontos kommunikációs mód, ám ez hiányzott az ember és a robot közötti interakcióból - mondta Guy Hoffman, a Cornell Sibley gépészeti és repüléstechnikai iskolájának docense, a cikk vezető szerzője. - Ennek egyik oka, hogy a teljes test érintése nagyon sok szenzort igényel, így megvalósítása nem volt praktikus. Ez a kutatás azonban olcsó alternatívát kínál.”
Árnyékok segítenek a robotoknak megérteni az emberi érintést
A technológia egy, felfújható robotok kifejlesztésén alapuló együttműködés részeként alakult ki, melyeket arra terveztek, hogy biztonságosan tereljék az embereket egy vészkiürítés során.
Egy ilyen robotnak tudnia kell kommunikálni az emberekkel extrém helyzetekben és környezetben. El kell képzelnünk egy robotot, amint valakit végigvezet egy zajos, füsttel telítődő folyosón, észlelve az ember kezének nyomását. Olvasd el: Robotok segítenek az idősek magányán és mentális egészségén
Ahelyett tehát, hogy nagyszámú érintésérzékelőt telepítettek volna a robotra – amely jelentős súlynövekedéssel és összetett kábelezéssel jár, nem beszélve arról, hogy nehéz lenne beágyazni a deformálódó bőrbe – a kutatócsoport ellentétes megközelítést alkalmazott. Az érintés felmérése érdekében a látást vették előre.
„Azzal, hogy kamerát ültetünk a robotba, befolyásolhatjuk, miként érinti meg azt az ember - az árnyékképek megtekintésével következtethetünk arra, hogyan ér hozzá az illető és mi a szándéka – magyarázta Yuhan Hu, a tanulmány vezető szerzője. – Érdekes lehetőségek rejlenek ebben, mivel sok a szociális robot, amely nem képes azonosítani az érintési gesztusokat.”
A robot prototípusa puha, felfújható nejlonhólyagból áll, mely egy hengeres, nagyjából négy láb magas csontváz körül van kifeszítve – s mindez egy mobil alapra van felszerelve. Olvasd el: Emberi robotkezek teszik biztonságosabbá az emberekkel való érintkezést
A robot bőre alatt USB kamera található, mely egy laptophoz csatlakozik. A kutatók egy neurális hálózaton alapuló algoritmust fejlesztettek ki, amely a korábban rögzített tanulási adatok alapján hat érintési gesztust különböztet meg - tenyérrel érintés, ütés, két kézzel való érintés, ölelés, mutatás és az érintés teljes hiánya - 87,5–96 százalékos pontossággal, a megvilágítástól függően.
A robotot be lehet programozni arra, hogy bizonyos érintésekre és gesztusokra reagáljon, így arrébb gurulhat vagy üzenetet mondhat hangosbeszélőjén keresztül. A robot bőrében arra is megvan a lehetőség, hogy interaktív képernyővé váljon.
Elegendő adat összegyűjtésével a robot megtanítható az interakciók még szélesebb körének felismerésére, hogy megfeleljen testre szabott feladatának - mondta Hu.
A ShadowSense technológia beépíthető más anyagokba is - például léggömbökbe, érintésérzékeny eszközökké alakítva őket.
S bár a technológiának vannak bizonyos korlátai - például látótávolságot igényel a kamerától a robot bőréig -, ezek valójában új megközelítést nyújthatnak szociális robotok tervezésében, amely támogatná az általuk javasolt vizuális érintésérzékelőt – mondta el Hoffman.
Hozzátette: a jövőben olyan optikai eszközökkel is szeretnének kísérletezni, mint a lencsék és a tükrök, hogy bővítsék a formai lehetőségeket.
László Adrienn
