La automatización facilita las cosas. También hace que las cosas sean potencialmente más aterradoras al poner su bienestar en manos de la tecnología que tiene que hacer llamadas espontáneas sin consultarlo primero a usted, el usuario. Un vehículo autónomo, por ejemplo, debe poder detectar un atasco o un ciclista que se desvía y reaccionar adecuadamente. Si puede hacer esto de manera efectiva, cambiará las reglas del juego para el transporte. Si no puede, los resultados pueden ser fatales.
Contenido
- El mayor desafío para los exoesqueletos robóticos
- Todavía preparándonos para el horario de máxima audiencia
En la Universidad de Waterloo, Canadá, los investigadores están trabajando precisamente en este problema, aplicado únicamente al campo de los exotrajes de robots portátiles. Estos trajes, que pueden ir desde wearables industriales que recuerdan a extraterrestres' Cargador de energía a Trajes de asistencia para personas con problemas de movilidad. resultantes de la edad o discapacidades físicas, ya se utilizan como dispositivos de aumento para ayudar a sus usuarios. Pero su funcionamiento ha sido totalmente manual. Ahora, los investigadores quieren darles su propia opinión.
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Con ese fin, los investigadores de la Universidad de Waterloo están desarrollando A.I. Herramientas como la visión por computadora que permitirán a los exotrajes detectar su entorno y adaptarse. movimientos en consecuencia, como ser capaz de detectar tramos de escaleras y subirlos automáticamente o responder a diferentes entornos para caminar en realidad tiempo. Si lo logran, cambiará para siempre la utilidad de estos dispositivos de asistencia. Sin embargo, hacerlo no es fácil.
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El mayor desafío para los exoesqueletos robóticos
"El control se considera generalmente como uno de los mayores desafíos en el desarrollo de exoesqueletos robóticos para aplicaciones del mundo real". Brokoslaw Laschowski, un doctorado. candidato en el departamento de Ingeniería de Diseño de Sistemas de la universidad, dijo a Digital Trends. “Para garantizar un funcionamiento seguro y robusto, los exoesqueletos disponibles comercialmente utilizan controles manuales como joysticks o interfaces móviles para comunicar la intención locomotora del usuario. Estamos desarrollando sistemas de control autónomos para exoesqueletos robóticos utilizando cámaras portátiles y artificiales. inteligencia, [para aliviar] la carga cognitiva asociada con el control humano y la toma de decisiones”.
Como parte del proyecto, el equipo tuvo que desarrollar un sistema de clasificación de entornos impulsado por IA, llamado Base de datos ExoNet, que afirma es el conjunto de datos de imágenes de código abierto más grande jamás creado sobre entornos humanos donde caminan. Esto se obtuvo haciendo que las personas usaran una cámara montada en su pecho y caminaran por entornos locales mientras registraban su movimiento y locomoción. Luego se usó para entrenar redes neuronales.
"Nuestro sistema de clasificación de entornos utiliza el aprendizaje profundo", continuó Laschowski. “Sin embargo, los algoritmos de aprendizaje profundo de alto rendimiento tienden a ser bastante costosos desde el punto de vista computacional, lo que resulta problemático para los exoesqueletos robóticos con recursos operativos limitados. Por lo tanto, utilizamos redes neuronales convolucionales eficientes con requisitos mínimos de almacenamiento de memoria y computación para la clasificación del entorno. Estos algoritmos de aprendizaje profundo también pueden aprender de forma automática y eficiente características óptimas de la imagen directamente a partir de datos de entrenamiento, en lugar de utilizar características diseñadas manualmente como se hace tradicionalmente”.
John McPhee, profesor de Ingeniería de Diseño de Sistemas en la Universidad de Waterloo, dijo a Digital Trends: “Básicamente, estamos reemplazando los controles manuales (como detener, arrancar, levantar la pierna para cada paso) con un sistema automatizado. solución. Una analogía es el sistema de propulsión automático de un automóvil, que reemplaza el cambio manual. Hoy en día, la mayoría de las personas conducen automóviles automáticos porque son más eficientes y el usuario puede concentrarse más en su entorno en lugar de operar el embrague y la palanca. De manera similar, un controlador automatizado de alto nivel para un exo abrirá nuevas oportunidades para el usuario [en forma de] una mayor conciencia ambiental”.
Al igual que con un automóvil autónomo, los investigadores señalan que el usuario humano tendrá la capacidad de anular el sistema de control automatizado si surge la necesidad. Si bien aún requerirá un poco de fe para, por ejemplo, confiar en que su exotraje detectará un vuelo de Al bajar escaleras antes de lanzarse a bajarlas, el usuario puede tomar el control en escenarios en los que es necesario. necesario.
Todavía preparándonos para el horario de máxima audiencia
En este momento, el proyecto es un trabajo en progreso. "Actualmente nos estamos centrando en optimizar nuestro sistema de clasificación de entornos basado en IA, mejorando específicamente la precisión de la clasificación y el rendimiento en tiempo real", dijo Laschowski. "Este desarrollo de ingeniería técnica es esencial para garantizar un funcionamiento seguro y robusto para futuras pruebas clínicas utilizando exoesqueletos robóticos con control autónomo".
Sin embargo, si todo va según lo planeado, es de esperar que no pase mucho tiempo hasta que dichos algoritmos puedan implementarse en exotrajes disponibles comercialmente. Ya están cada vez más extendidos gracias a empresas innovadoras como Sarcos Robotics y se utilizan en entornos cada vez más variados. También son capaces de mejorar enormemente las capacidades humanas más allá de lo que el usuario sería capaz de hacer si no usara el traje.
En cierto modo, recuerda mucho la concepción original del cyborg, no como un Darth de pesadilla. Vader o RoboCop son una amalgama de mitad humano y mitad máquina, pero, como afirman los investigadores Manfred Clynes y Nathan kline escribió en la década de 1960, como “un sistema organizacional en el que… los problemas similares a los de los robots [son] atendidos automáticamente, dejando [a los humanos] libres para explorar, crear, pensar y sentir”. Despojado de sus vibraciones ligeramente hippies (este era (años 60), la idea sigue vigente: al permitir que los robots se encarguen de forma autónoma de los problemas mundanos asociados con la navegación, los usuarios humanos pueden centrarse en cosas más importantes y atractivas. Después de todo, la mayoría de las personas no tienen que pensar conscientemente en los detalles de mover un pie delante del otro cuando caminan. ¿Por qué alguien con un exotraje de robot debería hacerlo?
El último artículo dedicado a esta investigación fue publicado recientemente en la revista IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics.
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