Робота научили различать продукты — Роботех

Робота научили различать продукты

Исследователи из Вашингтонского университета работают над роботизированной системой, которая может помочь парализованным людям употреблять пищу. После определения различных продуктов на тарелке, робот может выработать стратегию использования вилки, чтобы взять и доставить желаемый кусочек в рот человека.

По данным переписи 2010 года, около 1 миллиона взрослых в Соединенных Штатах нуждаются в помощи при употреблении пищи. Это трудоемкая и часто неловкая задача, в основном выполняемая по необходимости, а не по выбору.

Команда опубликовала свои результаты в серии статей: одна была недавно опубликована в IEEE Robotics and Automation Letters , а другая будет представлена ​​13 марта на Международной конференции ACM / IEEE по взаимодействию человека и робота в Южной Корее, гооврится в публичном релизе, опубликованном через EurekAlert .

«Быть ​​зависимым от попечителя, который будет кормить каждый день, лишает человека чувства независимости. Наша цель в этом проекте — дать людям немного больше контроля над своей жизнью», — сказал автор исследования профессор Сиддхартха Шриниваса.

Идея состояла в том, чтобы разработать автономную систему кормления, которая будет прикрепляться к инвалидным коляскам людей и кормить людей всем, что они хотят есть.

«Когда мы начали проект, мы поняли, что существует очень много способов, которыми люди могут воспользоваться для употребления пищи. Они зависят от размера, формы или консистенции. В связи с этим на начальном этапе работы был организован эксперимент, чтобы увидеть, как люди едят обычные продукты, такие как виноград и морковь» — сказал соавтор разработки Тапомаюх Бхаттачарджи.

Исследователи расставили тарелки примерно с дюжиной разных видов пищи, начиная от консистенции твердой моркови до мягких бананов. На тарелках также были такие продукты, как помидоры и виноград, которые имеют жесткую кожу и мягкие внутренности. Затем команда дала волонтерам вилку и попросила их собрать разные кусочки пищи и скормить их манекену. Вилка содержала датчик, чтобы измерить, сколько силы люди использовали, когда они собирали еду.

Добровольцы использовали различные стратегии, чтобы подобрать еду с различной консистенцией. Например, люди накладывали на вилку мягкую пищу, такую как бананы, под углом, чтобы она не соскользнула. Для таких предметов, как морковь и виноград, добровольцы, как правило, использовали колебательные движения, чтобы увеличить силу.

«Люди, похоже, использовали разные стратегии не только в зависимости от размера и формы пищи, но и от того, насколько она жесткая или мягкая. Но с роботом решили поступить иначе. Для него задали одну и ту же стратегию и задали определенную глубину, которую вилка должна достигнуть» — сказал Бхаттачарджи.

Робот использовал одну и ту же стратегию силы и вращения, чтобы попытаться собрать все кусочки пищи, независимо от их консистенции. Он мог легко наколоть твердую пищу, но трудности возникали с мягкой пищей и с жесткой кожей и мягкими внутренностями. Таким образом, роботы, как и люди, должны отрегулировать, сколько силы и угла они используют, чтобы накалывать на вилку виды пищи.

Также ученые заметили, что волонтеры по-разному подают пищу, чтобы ее можно было проще откусить. В связи с этим ученые объединили два разных алгоритма. Сначала они использовали алгоритм обнаружения объектов RetinaNet, который сканирует тарелку, идентифицирует виды пищи на ней и размещает рамку вокруг каждого предмета.

Затем они разработали SPNet-алгоритм, который проверяет тип пищи в определенной рамке и сообщает роботу, как лучше всего наколоть еду. 

Команда заставляла робота накалывать кусочки пищи и кормить ими добровольцев, используя SPNet.

В настоящее время команда работает с Центром доступа к технологиям Taskar, чтобы связаться непосредственно с лицами, осуществляющими уход, и пациентами в учреждениях, где оказывается такая помощь. С их помощью ученые надеются улучшить свою систему, чтобы полностью соответствовать потребностям людей.

«В конечном итоге наша цель состоит в том, чтобы наш робот помогал людям обедать или ужинать самостоятельно.Но дело не в том, чтобы заменить тех, кто ухаживает за больными: мы хотим расширить их возможности. С помощью робота человек, оказывающий помощь, может установить тарелку, а затем делать что-то еще, пока человек ест», — рассказал Шриниваса.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *