211service.com
Robotyczna pomocna dłoń
Nowy robot firmy Georgia Tech rozumie polecenia wydawane za pomocą prostego narzędzia: gotowego wskaźnika laserowego. Na filmie demonstracyjnym osoba leżąca na krześle włącza zielony laser i ćwiczy go na bezprzewodowym telefonie leżącym kilka stóp dalej. Cienki, mierzący pięć stóp i siedem cali robot, zwany Elevated Engagement, w skrócie El-E, naprawia telefon, odwraca się, chwyta go i przywraca użytkownikowi w zrobotyzowanej wersji pobierania.
Gotowy do pobrania: Nowy robot pomocy domowej Georgia Tech stoi mniej więcej na wysokości człowieka, z dwoma oczami kamery, które mogą namierzyć miejsce wyświetlane przez wskaźnik laserowy. Jego ramię o długości około dwóch stóp wyposażone w czujniki może rozciągać się do ziemi lub do stołu, aby podnieść lekkie przedmioty.
Podczas gdy roboty towarzyszące pojawiały się w naszych domach od jakiegoś czasu, od cyfrowych zwierzątek Furbys i Tamagotchi po terapeutyczne foczki Paro, El-E jest o krok bliżej zautomatyzowanego robota, który może, powiedzmy, posprzątać cały dom lub zmywać naczynia. Jednak nadal pozostaje wiele przeszkód – w obszarach takich jak nawigacja, chwytanie i komunikacja.
El-E, zbudowany przez Healthcare Robotics Lab w Georgia Tech, jest pierwszym robotem sterowanym laserowo, metodą dokładniejszą niż ludzki gest lub mowa, której badacze zajmujący się robotyką próbowali w przeszłości. Według kierownika projektu, Karol Kemp , podejście zostało częściowo zainspirowane przez czterokończynowych, którzy komunikują się z małpami pomocnikami za pomocą laserów. To interfejs typu „wskaż i kliknij”, mówi Kemp. Użytkownicy kierują laser na to, czego chcą, a następnie tam, gdzie chcą, aby trafił: na siebie, na inną osobę lub na inną powierzchnię.
Co więcej, El-E jest również pierwszym robotem, który autonomicznie pobiera obiekty z powierzchni o różnej wysokości w niezmapowanym środowisku. Roboty sięgały już wcześniej po przedmioty na stołach i półkach, ale zawsze musiały znać układ statycznego otoczenia. Natomiast El-E może pracować w nowym pomieszczeniu bez mapy i wchodzić w interakcje z nowymi lub przesuniętymi stołami, używając własnego, wbudowanego lasera do wykrywania powierzchni.
Multimedia
Zobacz w akcji nowego robota-asystenta El-E firmy Georgia Tech.
Laboratorium Kempa opracowuje robota we współpracy z Julie Jacko, dyrektorką Institute for Health Informatics i profesorem University of Minnesota, oraz Jonathanem Glassem, który kieruje ośrodkiem w Emory, który bada stwardnienie zanikowe boczne lub ALS (choroba Lou Gehriga). ). Zespół wykorzystał kilka gotowych komponentów do zbudowania większości bota i dodał na jego czele nowatorski interfejs wskaźnika laserowego. Pierwsza część interfejsu to kamera połączona z lustrem hiperbolicznym, które sprawia, że jest on dookólny, dzięki czemu może zobaczyć dowolny obiekt oświetlony przez wskaźnik. Robot obraca dwoje oczu – kamery o wysokiej rozdzielczości – dopóki nie zwrócą się w stronę punktu wyznaczonego przez wskaźnik laserowy. Następnie robot dokonuje triangulacji informacji z kamer, aby oszacować położenie obiektu w przestrzeni trójwymiarowej. Gdy El-E zlokalizuje obiekt, deklaruje jego sukces, wypowiadając słowo ding i podjeżdżając do niego.
Użycie wskaźnika laserowego na El-E otwiera zupełnie nowy sposób interakcji ludzi z robotami, mówi Andrzej Ng , profesor informatyki na Uniwersytecie Stanforda, który uważnie śledził prace Kempa. Myślę, że jest to sposób interakcji z robotami, który przyda się w wielu innych aplikacjach.
Aby rozpocząć proces podnoszenia przedmiotu, El-E używa swojego dalmierza laserowego, aby dowiedzieć się, czy przedmiot znajduje się na podłodze, czy na podwyższonej powierzchni. Jeśli znajduje się na podłodze, El-E porusza się w kierunku obiektu i obniża swój dalmierz laserowy, aby skanować po podłodze. Jeśli obiekt jest podniesiony, El-E używa dalmierza do identyfikacji krawędzi powierzchni stołu lub biurka, na której spoczywa obiekt. Po zadokowaniu się na stole, El-E skanuje powierzchnię i używa kamery na swojej dłoni, aby spojrzeć w dół i wizualnie podzielić obiekt, zakładając, że stół ma jednolitą wizualną teksturę. Jak dotąd El-E może poprawnie wybrać między innymi obiekt, o ile są od siebie oddalone. Zespół nie przetestował jeszcze obiektów, które są zgrupowane lub nakładają się.
Szybko uczący się: El-E jest w stanie wydobyć przedmioty wskazane przez człowieka za pomocą ręcznego lasera. Tutaj El-E wręcza swojemu twórcy, Charlesowi Kempowi, ręcznik z tkaniny, tradycyjnie trudny do podniesienia przez roboty przedmiot ze względu na jego plastyczność. Za pomocą czujników wizualnych i dotykowych na ramieniu i dłoni robot może chwytać przedmioty, z którymi wcześniej się nie spotkał.
Chwytak ręczny opuszcza się i ustawia w optymalny sposób, aby uchwycić przedmiot, podczas gdy czujniki w opuszkach palców zapobiegają zmiażdżeniu przedmiotu przez dłoń lub wyślizgnięciu się z jego uścisku. Jeśli El-E nie może chwycić obiektu za pierwszym razem, jego system sprzężenia zwrotnego włącza się, aby ponownie ocenić pozycję obiektu za pomocą dalmierza laserowego i wypróbować inne orientacje za pomocą chwytaka. Wiedząc, że robot się nie powiódł, a wypróbowywanie różnych strategii znacznie poprawia wydajność, mówi Kemp. Podczas gdy roboty mogą wykonywać złożone zadania w ściśle kontrolowanych środowiskach, takich jak fabryka samochodów, nieprzewidywalne sytuacje i obiekty są w tej chwili zmorą robotów. W przeszłości naukowcy wykorzystywali roboty do zapamiętywania kształtu przedmiotów. Obecnie wielu naukowców uczy roboty rozpoznawania nowych obiektów na różne sposoby. Na przykład robot Ng Stair opiera się na technikach uczenia maszynowego, dzięki którym pokazuje, jak podnosić rodzaje obiektów, aż w końcu opracuje własne strategie. (Zobacz Twój osobisty asystent robota.)
Do tej pory El-E może zbierać kubki, butelki, telefony i ścierki do naczyń (trudne dla robotów ze względu na ich bezkształtność). Kiedy El-E chwyci przedmiot, wypowiada kapryśny wuj Boba i podąża za laserem z powrotem do użytkownika lub na wyznaczoną powierzchnię. Używając standardowego oprogramowania do wykrywania twarzy, El-E ogłasza wykrycie formy życia, gdy oferuje obiekt.
El-E to bardzo przekonująca demonstracja tego, co jest możliwe dzisiaj, mówi Josh Smith , starszy naukowiec w Intel Research Seattle, który pracuje nad chwytaniem robotów. Dodaje, że El-E to dopiero początek. Naukowcy wciąż muszą wymyślić, w jaki sposób roboty mogą chwytać przedmioty o bardziej skomplikowanych kształtach lub cięższe, a także przedmioty w zagraconym środowisku lub przechowywane wśród wielu identycznych przedmiotów (na przykład widelce w szufladzie). Ciągły rozwój pobierania robotów jest niezbędny, mówi Smith, ponieważ jest to element konstrukcyjny, z którego można zbudować wiele innych osobistych aplikacji robotów, a potencjalnie nawet wojskowych.
Myślę, że pewnego dnia w przyszłości roboty domowe będą tak samo powszechne w naszych domach, jak samochody są dziś w garażu, i tak samo nieodzowne, mówi Ng, który właśnie uczy swojego robota schodowego, jak podgrzewać mrożone burrito w kuchence mikrofalowej. Chociaż istnieje sprzęt i maszyny do tworzenia w pełni funkcjonalnych robotów-asystentów, oprogramowanie musi zostać ulepszone, zanim ludzie będą mieli roboty sprzątające ich domy, mówi Ng.
Oprócz ułatwienia ludziom codziennego życia, pomocnicy robotów mogliby pozwolić osobom starszym i osobom z niepełnosprawnością ruchową na bardziej niezależne życie. Na przykład El-E może odzyskać butelkę lub telefon na receptę, co może być niemożliwe dla osoby z poważnymi niepełnosprawnościami. Kolejnym krokiem dla El-E jest praca z osobami z ALS, wyniszczającym zaburzeniem neurodegeneracyjnym, które poważnie upośledza mobilność. „Jest ogromna szansa na poprawę jakości życia ludzi i wywarcie wpływu na opiekę zdrowotną”, mówi Kemp. Trwające tego lata badania w ośrodku Emory ALS przetestują El-E z pacjentami z ALS, aby sprawdzić, czy może z powodzeniem zaspokoić ich potrzeby. Docelowo zespół ma nadzieję, że El-E będzie miał włączniki światła i otwarte drzwi.