Робо-рука кормит вилкой инвалида-колясочника (видео)

Робо-рука кормит вилкой инвалида-колясочника

Большинство людей не стали бы дважды думать о том, как лучше всего взять кусочек пищи из тарелки, но если смотреть глазами робота, это простое действие оказывается на удивление сложным. Теперь исследователи из Вашингтонского университета разработали автономную роботизированную руку, которая может найти лучший способ поднять еду любой формы и поднести ее ко рту пользователя, что должно облегчить прием пищи для людей с ограниченной подвижностью. 

Робо-рука кормит вилкой инвалида-колясочника

Робот, известный как ADA (Assistive Dexterous Arm), предназначен для прикрепления к инвалидной коляске человека и помогает ему есть по требованию. В руку встроены тактильные датчики, которые помогают ощутить прилагаемое усилие, а также камера, позволяющая определить, что находится на тарелке, и лицо человека, которого она кормит.

Но лежащие в основе алгоритмы, разработанные командой, сложнее, чем можно было ожидать. Первый называется RetinaNet и предназначен для сканирования тарелки, идентификации продукта и размещения вокруг него виртуальной рамки. Второй, известный как SPNet, анализирует тип еды в каждом кадре и определяет, как лучше всего ее забрать.

«Многие инженерные задачи не разборчивы в своих решениях, но это исследование очень тесно связано с людьми», — говорит Сиддхартха Шриниваса, автор-корреспондент. «Если мы не примем во внимание, насколько легко человеку откусить, люди, возможно, не смогут использовать нашу систему. Существует множество видов еды, поэтому наша самая большая задача — разработать стратегии которая может справиться со всеми ними ».

Эти алгоритмы были разработаны путем первых наблюдений за тем, как испытуемые-люди обращались с различными типами пищи, включая относительно твердые продукты, такие как морковь, мягкие, например, бананы, и продукты с толстой кожурой, но с мягкими внутренностями, например, виноград. Им дали чувствительные к силе вилки и попросили вертеть и собирать кусочки еды, как они обычно это делали.

http://www.washington.edu/news/2019/03/11/how-to-train-your-robot-to-feed-you-dinner/

Эти тесты фиксировали, какое усилие необходимо приложить к продуктам разной консистенции, таким как морковь и бананы. Но помимо этого, они также раскрыли несколько уловок, которые мы даже не осознаем, что используем, но они бесценны для робота, который пытается научиться. Например, испытуемые, как правило, накалывали мягкую пищу, например бананы, под углом, чтобы они не соскальзывали с вилки. А для более длинных предметов, таких как морковные палочки, они были нацелены на один конец, чтобы посетителю было легче откусить.

Все эти приемы были включены в алгоритмы ADA, чтобы сделать его более удобным для пользователя. Конечный результат звучит как более продвинутая версия других средств передвижения, таких как роботизированные вилка и ложка для инвалидов с ДЦП .

«В конечном итоге наша цель состоит в том, чтобы наш робот помогал людям самостоятельно обедать или ужинать», — говорит Шриниваса. «Но дело не в том, чтобы заменить опекунов: мы хотим расширить их возможности. С помощью робота опекун может установить тарелку, а затем делать что-то еще, пока человек ест». Исследование было опубликовано в журнале IEEE Robotics and Automation Letters .

Источник: Вашингтонский университет.