Робот-помощник ADA учится кормить

Около миллиона американцев с травмами или возрастными нарушениями нуждаются в ком-то, кто помог бы им есть. Теперь инженеры, финансируемые NIBIB, обучили робота кормить человека. Сиддхартха Сриниваса, доктор философии, профессор в школе компьютерных наук и инженерии в Университете Вашингтона, известен как страстный робототехник, который создает полные роботизированные системы, которые объединяют восприятие, планирование и контроль для выполнения практических функций роботами в реальном мир.

В настоящее время Сриниваса и его команда обратились за помощью к миллиону или около того отдельным людям в США, которым нужен кто-то, кто помог бы им есть. Об их разработке робота по имени ADA, который ссылается на вспомогательную ловкую руку, сообщается в апрельском выпуске IEEE Roboticsand Automation Letters. Грейс Пенг, доктор философии, директор программы NIBIB по математическому моделированию, и анализу, говорит:

«Мы поддержали выдающуюся работу этой группы по разработке систем управления инвалидными колясками, основанными на понимании намерений пользователя. В данной статье нарисована отличная картина параметров, которые необходимо учитывать с инженерной точки зрения при разработке робота для кормления».

Сбор информации и обучение

В начале разработки ADA инженеры поняли, что начинать нужно с нуля. В этом случае эпицентр намазывал кусочки пищи на вилку. Они начали с наблюдения, измерения и каталогизации того, как люди это делают. Не совсем удивительно, что для подготовленных инженеров использовались разные стратегии накалывания, основанные на размере, форме, жесткости, податливости и других физических свойствах пищевых продуктов, которые включали клубнику, кусочки банана, кубики дыни, полоски сельдерея и морковь.

Команда использовала данные, которые люди используют для того, чтобы есть разные продукты, чтобы запрограммировать ADA, чтобы точно идентифицировать каждый предмет на тарелке, а затем выполнить оптимальные движения, которые приводят к успешному перемешиванию каждого предмета и доставке его в рот получателю. Например, в отличие от клубники, которая является более прочной, мягкость кусочка банана требовала наклона под углом, чтобы избежать того, что кусочек просто соскальзывает с вилки.

Полоски сельдерея требовали особого подхода для правильной доставки пищи в рот. Робота учили вонзать вилку в один конец полосы, а затем поднимать и поворачивать ее так, чтобы получателю был аккуратно представлен противоположный конец сельдерея, за исключением острых зубьев вилки.

Цели

Работа группы направлена на то, чтобы помочь людям, которые не в состоянии выполнять важные задачи, жить более независимо. Шриниваса говорит: «Мы думаем, что наши технологии могут помочь людям, находящимся на попечении, кормить их каждый день, чтобы обрести некоторую независимость и контроль над своей жизнью».

В дополнение к этой важной цели Сриниваса указывает, что ADA также может помочь часто перегруженным медицинским работникам, которые в этом случае могут настроить еду и робота, а затем заняться другими делами или сосредоточиться на общении с клиентами. «Таким образом, мы рассматриваем ADA как беспроигрышный вариант для лиц, осуществляющих уход, и их клиентов, что в конечном итоге улучшит опыт всех участников, особенно по мере старения населения страны и необходимости оптимизации стратегий для их ухода».

До публикации результатов исследовательской группы в апреле разработка ADA получила награду за лучшую демонстрацию на совещании по системам обработки нейронной информации в декабре 2018 года и награду за лучшую техническую работу в совместной ассоциации вычислительной техники / Института электротехники и электроники Международная конференция инженеров по взаимодействию человека-робота в марте 2019 года.