Exoskeleton dengan Autopilot: Masa Depan Robotika yang Dapat Dipakai

Otomatisasi membuat segalanya lebih mudah. Hal ini juga berpotensi membuat segalanya menjadi lebih menakutkan karena Anda menyerahkan kesejahteraan Anda ke tangan teknologi yang harus melakukan panggilan mendadak tanpa terlebih dahulu berkonsultasi dengan Anda, sebagai pengguna. Mobil self-driving, misalnya, harus mampu mengenali kemacetan atau pengendara sepeda yang berbelok dan bereaksi dengan tepat. Jika hal ini dapat dilakukan secara efektif, hal ini akan membawa perubahan besar dalam bidang transportasi. Jika tidak bisa, akibatnya bisa fatal.

Di Universitas Waterloo, Kanada, para peneliti sedang mengerjakan masalah ini – hanya diterapkan pada bidang pakaian luar robot yang dapat dipakai. Setelan ini, yang bisa berkisar dari perangkat yang dapat dikenakan industri mengingatkan alien' Pemuat Daya ke pakaian bantu untuk individu dengan gangguan mobilitas akibat usia atau cacat fisik, sudah digunakan sebagai perangkat augmentasi untuk membantu pemakainya. Namun pengoperasiannya sepenuhnya manual. Sekarang, para peneliti ingin memberi mereka pemikiran mereka sendiri.

Untuk mencapai tujuan tersebut, peneliti Universitas Waterloo sedang mengembangkan AI. alat seperti visi komputer yang memungkinkan exosuit merasakan lingkungannya dan menyesuaikan diri gerakan yang sesuai — seperti kemampuan melihat tangga dan menaikinya secara otomatis atau merespons lingkungan berjalan yang berbeda secara nyata waktu. Jika mereka berhasil melakukannya, maka kegunaan alat bantu tersebut akan selamanya berubah. Namun, melakukan hal ini tidaklah mudah.

Tantangan terbesar bagi kerangka luar robot

“Kontrol secara umum dianggap sebagai salah satu tantangan terbesar dalam mengembangkan kerangka luar robot untuk aplikasi dunia nyata,” Brokoslaw Laschowski, gelar Ph.D. kandidat di departemen Teknik Desain Sistem universitas, mengatakan kepada Digital Trends. “Untuk memastikan pengoperasian yang aman dan tangguh, kerangka luar yang tersedia secara komersial menggunakan kontrol manual seperti joystick atau antarmuka seluler untuk mengomunikasikan maksud gerak pengguna. Kami sedang mengembangkan sistem kontrol otonom untuk rangka luar robot menggunakan kamera yang dapat dipakai dan buatan kecerdasan, [untuk meringankan] beban kognitif yang terkait dengan kendali manusia dan pengambilan keputusan.”

Sebagai bagian dari proyek, tim harus mengembangkan sistem klasifikasi lingkungan bertenaga AI, yang disebut Basis data ExoNet, yang diklaim sebagai kumpulan data gambar lingkungan berjalan manusia bersumber terbuka terbesar yang pernah ada. Hal ini diperoleh dengan meminta orang-orang memakai kamera yang terpasang di dada mereka dan berjalan di sekitar lingkungan setempat sambil merekam pergerakan dan pergerakan mereka, yang kemudian digunakan untuk melatih jaringan saraf.

“Sistem klasifikasi lingkungan kami menggunakan pembelajaran mendalam,” lanjut Laschowski. “Namun, algoritme pembelajaran mendalam berperforma tinggi cenderung memerlukan biaya komputasi yang cukup mahal, sehingga menjadi masalah bagi kerangka luar robot dengan sumber daya pengoperasian terbatas. Oleh karena itu, kami menggunakan jaringan neural konvolusional yang efisien dengan persyaratan komputasi dan penyimpanan memori minimal untuk klasifikasi lingkungan. Algoritme pembelajaran mendalam ini juga dapat mempelajari fitur gambar optimal secara otomatis dan efisien langsung dari data pelatihan, dibandingkan menggunakan fitur hasil rekayasa tangan seperti yang biasa dilakukan.”

John McPhee, seorang profesor Teknik Desain Sistem di Universitas Waterloo, mengatakan kepada Digital Trends: “Pada dasarnya, kami mengganti kontrol manual – [seperti] berhenti, mulai, angkat kaki demi langkah – dengan kontrol otomatis larutan. Salah satu analoginya adalah powertrain otomatis pada mobil yang menggantikan perpindahan manual. Saat ini, kebanyakan orang mengendarai mobil matic karena lebih efisien, dan pengguna dapat lebih fokus pada lingkungannya daripada mengoperasikan kopling dan stick. Dengan cara serupa, pengontrol tingkat tinggi otomatis untuk exo akan membuka peluang baru bagi pengguna [dalam bentuk] kesadaran lingkungan yang lebih besar.”

Seperti halnya mobil self-driving, para peneliti mencatat bahwa pengguna manusia akan memiliki kemampuan untuk mengesampingkan sistem kendali otomatis jika diperlukan. Meskipun masih memerlukan sedikit keyakinan, misalnya, percaya bahwa exosuit Anda akan mendeteksi penerbangan menuruni tangga sebelum meluncurkannya, pemakainya dapat mengambil kendali dalam skenario di mana itu terjadi diperlukan.

Masih bersiap untuk prime time

Saat ini, proyek tersebut sedang dalam proses. “Saat ini kami berfokus pada pengoptimalan sistem klasifikasi lingkungan yang didukung AI, khususnya meningkatkan akurasi klasifikasi dan kinerja waktu nyata,” kata Laschowski. “Pengembangan rekayasa teknis ini penting untuk memastikan operasi yang aman dan kuat untuk pengujian klinis di masa depan menggunakan kerangka luar robot dengan kendali otonom.”

Namun, jika semuanya berjalan sesuai rencana, semoga tidak akan lama lagi hingga algoritme tersebut dapat diterapkan pada exosuit yang tersedia secara komersial. Teknologi ini kini semakin tersebar luas, berkat perusahaan inovatif seperti Sarcos Robotics, dan digunakan dalam berbagai lingkungan. Mereka juga mampu meningkatkan kemampuan manusia melebihi kemampuan pemakainya saat tidak mengenakan setelan tersebut.

Dalam beberapa hal, ini sangat mengingatkan pada konsepsi asli cyborg, bukan Darth yang mengerikan Penggabungan Vader atau RoboCop dari setengah manusia dan setengah mesin, tetapi, seperti yang dikatakan peneliti Manfred Clynes dan Nathan Kline menulis pada tahun 1960an, sebagai “sebuah sistem organisasi di mana… permasalahan seperti robot ditangani secara otomatis, membiarkan [manusia] bebas bereksplorasi, mencipta, berpikir, dan merasakan.” Hilang dari getarannya yang agak hippy (ini dulu pada tahun 60an), idenya masih bertahan: Dengan membiarkan robot secara mandiri menangani masalah-masalah sehari-hari yang terkait dengan navigasi, pengguna manusia dapat fokus pada hal-hal yang lebih penting dan menarik. Lagi pula, kebanyakan orang tidak perlu secara sadar memikirkan hal-hal kecil dalam menggerakkan satu kaki di depan kaki lainnya saat berjalan. Mengapa seseorang yang mengenakan robot exosuit harus melakukan hal tersebut?

Makalah terbaru yang didedikasikan untuk penelitian ini adalah baru-baru ini diterbitkan di jurnal IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics.

Rekomendasi Editor

• Masa depan otomatisasi: Robot akan hadir, namun mereka tidak akan mengambil pekerjaan Anda
• Seperti anjing pemandu yang dapat dipakai, punggung ini membantu penyandang tunanetra bernavigasi
• Jago di StarCraft? DARPA ingin melatih robot militer dengan gelombang otak Anda
• Delta Airlines berencana membekali karyawannya dengan kerangka luar robotik yang kuat ini
• Exosuit untuk semua orang: Temui perusahaan yang menjadikan robot wearable menjadi mainstream