Istraživači su razvili robotski senzor koji uključuje tehnike veštačke inteligencije za čitanje Brajevog pisma brzinom koja je otprilike dvostruko veća od brzine većine ljudskih čitača.
Istraživački tim, sa Univerziteta u Kembridžu, koristio je algoritme za mašinsko učenje kako bi naučio robotski senzor da brzo klizi preko redova brajevog teksta. Robot je mogao da čita brajevu azbuku brzinom od 315 reči u minuti sa tačnošću od blizu 90%.
Iako robotski čitač Brajevog pisma nije razvijen kao pomoćna tehnologija, istraživači kažu da visoka osetljivost potrebna za čitanje Brajevog pisma čini ga idealnim testom u razvoju ruku robota ili protetike sa uporedivom osetljivošću na vrhove ljudskih prstiju. Rezultati su objavljeni u časopisu IEEE Robotics and Automation Letters.
Vrhovi ljudskih prstiju su izuzetno osetljivi i pomažu nam da prikupimo informacije o svetu oko nas. Naši vrhovi prstiju mogu da otkriju sitne promene u teksturi materijala ili nam pomognu da znamo koliko sile treba da upotrebimo kada uhvatimo neki predmet: na primer, da podignemo jaje bez da ga razbijemo ili kuglu za kuglanje, a da je ne ispustimo.
Reprodukcija tog nivoa osetljivosti u robotskoj ruci, na energetski efikasan način, veliki je inženjerski izazov. U laboratoriji profesora Fumije Iide na odeljenju za inženjerstvo Kembridža, istraživači razvijaju rešenja za ovu i druge veštine koje su ljudima lake, ali robotima teško.
„Mekoća ljudskih vrhova prstiju je jedan od razloga zašto smo u stanju da uhvatimo stvari sa pravom količinom pritiska“, rekao je Part Potdar sa Kembridžskog odeljenja za inženjerstvo i student na Pembrouk koledžu, prvi autor rada. „Za robotiku, mekoća je korisna karakteristika, ali vam je takođe potrebno mnogo informacija o senzorima, a teško je imati oboje odjednom, posebno kada se radi o fleksibilnim ili deformabilnim površinama.
Brajevo pismo je idealan test za ‘vrh prsta’ robota jer čitanje zahteva visoku osetljivost, pošto su tačke u svakom reprezentativnom uzorku slova tako blizu jedna drugoj. Istraživači su koristili standardni senzor da bi razvili robotski čitač brajevog pisma koji preciznije replicira ljudsko ponašanje čitanja.
„Postoje robotski čitači Brajevog pisma, ali oni čitaju samo jedno po jedno slovo, što ne čitaju ljudi“, rekao je koautor Dejvid Hardman, takođe sa Odeljenja za inženjerstvo. „Postojeći robotski čitači Brajevog azbuka funkcionišu na statičan način: dodiruju jedan obrazac slova, čitaju ga, povlače se sa površine, prelaze preko, spuštaju na sledeći obrazac slova, i tako dalje. Želimo nešto što je realnije i daleko efikasnije .“
Robotski senzor koji su istraživači koristili ima kameru u svom „vrhu prsta“ i čita koristeći kombinaciju informacija iz kamere i senzora. „Ovo je težak problem za robotičare jer postoji mnogo obrade slike koja treba da se uradi da bi se uklonilo zamućenje pokreta, što zahteva vreme i energiju“, rekao je Potdar.
Tim je razvio algoritme za mašinsko učenje tako da bi robotski čitač mogao da ‘razmuti’ slike pre nego što senzor pokuša da prepozna slova. Oni su obučili algoritam na skupu oštrih slika Brajeve azbuke sa primenjenim lažnim zamućenjem. Nakon što je algoritam naučio da razmagljuje slova, koristili su model kompjuterskog vida da otkriju i klasifikuju svaki znak.
Kada su algoritmi ugrađeni, istraživači su testirali svoj čitač tako što su ga brzo klizili duž redova brajevih znakova. Robotski čitač Brajevog pisma mogao je da čita brzinom od 315 reči u minuti sa tačnošću od 87%, što je dvostruko brže i otprilike tačnije od ljudskog čitača Brajevog pisma.
„S obzirom na to da smo koristili lažno zamagljivanje algoritma, bilo je iznenađujuće koliko je bio tačan pri čitanju brajevog pisma“, rekao je Hardman. „Našli smo lep kompromis između brzine i tačnosti, što je takođe slučaj sa ljudskim čitaocima.
„Brzina čitanja Brajevog pisma je odličan način za merenje dinamičkih performansi sistema taktilnog senzora, tako da bi naši nalazi mogli da budu primenljivi i izvan Brajevog pisma, za aplikacije kao što je otkrivanje površinskih tekstura ili klizanja u robotskoj manipulaciji“, rekao je Potdar.
U budućnosti, istraživači se nadaju da će tehnologiju povećati na veličinu humanoidne ruke ili kože.
