Kao student dodiplomskih studija inženjerstva u Delhiju, Indija, Amiša Bhaskar je otišao na teren u ustanovu za ratne invalide i upoznao čoveka koji je izgubio obe ruke. Kada ga je pitala koje tehnologije mogu da mu poboljšaju život, njegov odgovor je ostavio neizbrisiv utisak: Želeo je nešto da bi mogao da brine o sebi i da ne bude primoran da se oslanja na druge.
Sada student druge godine doktorskih studija na Univerzitetu Merilend koji studira kompjuterske nauke, Bhaskar se fokusirao na široki zahtev ranjenog veterana kao svoju oblast studiranja. Radeći sa drugima u laboratoriji za robotičke algoritme i autonomne sisteme, ona razvija inovativni robotski alat koji pomaže ljudima sa smetnjama u kretanju da se hrane.
Rad tima je prepoznat prošlog meseca na IEEE međunarodnoj konferenciji o robotici i automatizaciji (ICRA 2024) u Jokohami, Japan, gde je rad koji je Bhaskar predstavio kao vodeći koautor dobio vrhunska priznanja na specijalizovanoj radionici o kuvanju i robotici. Dostupan je na arKsiv serveru za preprint.
Postojeća tehnologija hranjenja uz pomoć robota je veoma ograničena, rekli su istraživači UMD-a. Komercijalne robotske ruke imaju fiksno, unapred programirano kretanje koje im omogućava da pokupe hranu samo na određenom mestu na tanjiru, a nedostaje im mogućnost da otkriju da li su izvršili taj zadatak.
„Oni ne uče u pokretu, tako da će samo nastaviti da radi ovaj pokret bez obzira da li želite da ga jedete ili ne, ili da li se hrana pokupi ili ne“, rekao je Bhaskar.
Robotski potpomognuto hranjenje može se podeliti u dva koraka, objasnila je ona: korak „pribavljanja“ uključuje pribor koji uzima hranu, dok je korak prenosa proces kojim hrana stiže do usta osobe, a da ne bude ispuštena ili podleže nekoj drugoj nezgodi. .
Bhaskar i UMD tim trenutno rade na koraku akvizicije, sa visokim ciljem. Dok druge istraživačke grupe ponekad smatraju da je podizanje hrane na priboru samo jednom uspeh, cilj UMD tima je da očisti tanjir.
Sistem mora biti u stanju da prepozna i transportuje raznovrsnu hranu koja se služi u ustanovama za pomoćnu negu – od tečne hrane do polučvrste hrane kao što su jogurt i tofu do žitarica.
Jedan od najznačajnijih izazova za robota je rukovanje hranom različite teksture i konzistencije unutar jednog jela, rekli su istraživači. Ramen, na primer, predstavlja složen scenario koji uključuje tečni bujon, mekani tofu, čvrsto povrće i rezance nepravilnog oblika koji ostaju najveći izazov, rekao je Bhaskar. „Svaki pojedinačni element zahteva različite strategije, od kojih se neke moraju kombinovati“, rekla je ona
Interdisciplinarni pristup je odigrao ključnu ulogu u uspehu projekta, rekao je Pratap Tokekar, vanredni profesor računarskih nauka sa imenovanjem na Institutu za napredne računarske studije Univerziteta Merilend.
„Tehnologija na kojoj radimo uključuje kompjuterski vid, veštačku inteligenciju, duboke neuronske mreže, mašinsko inženjerstvo i još mnogo toga — sve to treba da se spoji besprekorno tako da robotski sistem bude i bezbedan za korisnike i efikasan u ispunjavanju zadatka koji je pred nama, “ rekao je.
Tokekar je akademski savetnik Bhaskara i još jednog diplomiranog studenta koji radi na projektu, Rui Liu, studenta treće godine doktorskih studija računarskih nauka.
Hranjenje uz pomoć robota je relativno nova oblast istraživanja za Liua, koji se ranije fokusirao na kompjuterski vid i interakciju čoveka i robota. Ali, kao i Bhaskar, Liu ovde vidi potencijal da u velikoj meri poboljša živote ljudi, posebno starijih odraslih ili onih sa problemima u kretanju koji otežavaju ishranu.
Dodatni članovi tima su Vishnu D. Sharma, Ph.D. ’24 i Guangiao Shi, Ph.D. ’23, sada postdoktorski istraživač na Univerzitetu Južne Kalifornije.
Iako je projekat verovatno nekoliko godina udaljen od primene u stvarnom svetu, Tokekar je uveren u napredak tima, a posebno u Bhaskerovu i Liuovu revnost i intenzivan fokus.
„Najbolji deo ovog projekta je to što svaki put kada se sretnemo, oni imaju 10 novih ideja od poslednjeg puta kada smo se sreli“, rekao je Tokekar. „Umesto da im govorim šta da rade, oni već znaju šta da rade. Ja samo pomažem u oblikovanju njihovih ideja.“
