שלדים חיצוניים עם טייס אוטומטי: העתיד של רובוטיקה לבישה

אוטומציה מקלה על הדברים. זה גם גורם לדברים להיות מפחידים יותר כאשר אתה מעביר את הרווחה שלך בידיה של טכנולוגיה שצריכה לבצע שיחות דחופה מבלי להתייעץ תחילה איתך, המשתמש. מכונית בנהיגה עצמית, למשל, חייבת להיות מסוגלת לזהות פקק תנועה או רוכב אופניים סוטה ולהגיב כראוי. אם זה יכול לעשות זאת ביעילות, זה משנה משחק לתחבורה. אם זה לא יכול, התוצאות עלולות להיות קטלניות.

תוכן

  • האתגר הגדול ביותר עבור שלדים חיצוניים רובוטיים
  • עדיין מתכוננים לפריים טיים

באוניברסיטת ווטרלו, קנדה, חוקרים עובדים בדיוק על הבעיה הזו - מיושמת רק בתחום חליפות רובוטים לבישים. חליפות אלה, שיכולות לנוע בין פריטים לבישים תעשייתיים שמזכירים חוצנים' טוען כוח ל חליפות עזר לאנשים עם לקויות ניידות כתוצאה מגיל או מגבלות פיזיות, כבר נמצאים בשימוש כמכשירי הגדלה כדי לסייע ללובשים אותם. אבל הם היו ידניים לחלוטין בפעולה שלהם. כעת, חוקרים רוצים לתת להם דעה משלהם.

סרטונים מומלצים

לשם כך, חוקרי אוניברסיטת ווטרלו מפתחים A.I. כלים כמו ראייה ממוחשבת שיאפשרו לחליפות חוץ לחוש את סביבתם ולהסתגל תנועות בהתאם - כגון היכולת לזהות גרמי מדרגות ולטפס עליהם אוטומטית או להגיב באופן אחר לסביבות הליכה שונות במציאות זְמַן. אם הם ימשיכו את זה, זה ישנה לנצח את התועלת של מכשירי העזר הללו. לעשות זאת זה לא קל, עם זאת.

קָשׁוּר

  • העתיד של A.I.: 4 דברים גדולים שכדאי לצפות בהם בשנים הקרובות
  • קפיצות, גבולות ומעבר: זריזות הרובוט מתקדמת בקצב קדחתני
  • אדם משותק בדיוק שבר שיא עולם במרתון עם שלד חיצוני רובוטי

האתגר הגדול ביותר עבור שלדים חיצוניים רובוטיים

"שליטה נחשבת בדרך כלל לאחד האתגרים הגדולים ביותר בפיתוח שלדים חיצוניים רובוטיים עבור יישומים בעולם האמיתי," ברוקוסלב לשובסקי, דוקטורט. מועמד במחלקה להנדסת עיצוב מערכות באוניברסיטה, אמר ל-Digital Trends. "כדי להבטיח פעולה בטוחה וחזקה, שלדים חיצוניים זמינים מסחרית משתמשים בפקדים ידניים כמו ג'ויסטיקים או ממשקים ניידים כדי להעביר את כוונת התנועה של המשתמש. אנו מפתחים מערכות בקרה אוטונומיות עבור שלדים חיצוניים רובוטיים באמצעות מצלמות לבישות ומלאכותיות אינטליגנציה, [כדי להקל] את הנטל הקוגניטיבי הקשור לשליטה אנושית וקבלת החלטות."

אוניברסיטת ווטרלו: מצלמת רובוט לביש שלדים חיצוניים
אוניברסיטת ווטרלו

כחלק מהפרויקט, הצוות היה צריך לפתח מערכת סיווג סביבה מונעת A.I, הנקראת מסד נתונים של ExoNet, שלטענתה הוא מערך התמונות הגדול ביותר אי פעם בקוד פתוח של סביבות הליכה אנושית. זה נאסף על ידי כך שאנשים לובשים מצלמה מותקנת על החזה שלהם ומסתובבים בסביבות מקומיות תוך כדי הקלטת התנועה והתנועה שלהם, זה שימש אז לאימון רשתות עצביות.

"מערכת סיווג הסביבה שלנו משתמשת בלמידה עמוקה", המשיך לשקובסקי. "עם זאת, אלגוריתמי למידה עמוקה בעלי ביצועים גבוהים נוטים להיות יקרים למדי מבחינה חישובית, וזה בעייתי עבור שלדים חיצוניים רובוטיים עם משאבי תפעול מוגבלים. לכן, אנו משתמשים ברשתות עצביות קונבולוציוניות יעילות עם דרישות חישוביות וזיכרון מינימליות עבור סיווג הסביבה. אלגוריתמים של למידה עמוקה אלו יכולים גם ללמוד באופן אוטומטי ויעיל תכונות תמונה אופטימליות ישירות מנתוני אימון, במקום להשתמש בתכונות הנדסיות כפי שנעשה באופן מסורתי."

ג'ון מקפי, פרופסור להנדסת עיצוב מערכות באוניברסיטת ווטרלו, אמר ל-Digital Trends: "בעיקרון, אנו מחליפים את הפקדים הידניים - [כמו] עצירה, התנעה, הרמת רגל אחר צעד - עם שליטה אוטומטית פִּתָרוֹן. אנלוגיה אחת היא מערכת הנעה אוטומטית במכונית, המחליפה העברה ידנית. כיום, רוב האנשים נוהגים באוטומט כי זה יעיל יותר, והמשתמש יכול להתמקד בסביבה שלו יותר מאשר להפעיל את המצמד והמקל. באופן דומה, בקר אוטומטי ברמה גבוהה עבור exo יפתח בפני המשתמש הזדמנויות חדשות [בצורה של] מודעות סביבתית רבה יותר".

בדומה למכונית בנהיגה עצמית, החוקרים מציינים כי למשתמש האנושי תהיה היכולת לעקוף את מערכת הבקרה האוטומטית אם יתעורר צורך בכך. אמנם זה עדיין ידרוש קצת אמונה כדי, למשל, לסמוך על כך שחליפת החוץ שלך תזהה טיסה של ירידה במדרגות לפני שיגור במורד אותן, הלובש יכול לקחת שליטה בתרחישים שבהם זה נחוץ.

עדיין מתכוננים לפריים טיים

כרגע, הפרויקט נמצא בתהליך עבודה. "אנו מתמקדים כעת באופטימיזציה של מערכת סיווג הסביבה המופעלת על ידי A.I, ובמיוחד שיפור דיוק הסיווג והביצועים בזמן אמת", אמר לשקובסקי. "פיתוח הנדסי טכני זה חיוני להבטחת פעולה בטוחה וחזקה עבור בדיקות קליניות עתידיות באמצעות שלדים חיצוניים רובוטיים עם בקרה אוטונומית."

אוניברסיטת ווטרלו: שלד חיצוני של רובוט לביש בשימוש
אוניברסיטת ווטרלו

עם זאת, אם הכל ילך לפי התוכנית, אני מקווה שלא ייקח יותר מדי זמן עד שניתן יהיה לפרוס אלגוריתמים כאלה בתלבושות אקזוטיות זמינות מסחרית. הם כבר הופכים נפוצים יותר, הודות לחברות חדשניות כמו Sarcos Robotics, ונמצאים בשימוש במסגרות מגוונות יותר. הם גם מסוגלים לשפר מאוד את היכולות האנושיות מעבר למה שהלובש היה מסוגל לו כאשר אינו לובש את החליפה.

במובנים מסוימים, זה מאוד מזכיר את התפיסה המקורית של הסייבורג, לא כמו איזה דארת' מסויט מיזוג של ויידר או רובוקופ של חצי אדם וחצי מכונה, אבל כמו החוקרים מנפרד קליינס ונייתן קלין נכתב בשנות ה-60, כ"מערכת ארגונית שבה... בעיות דמויות רובוט [מטופלות] באופן אוטומטי, מותיר את [בני האדם] חופשיים לחקור, ליצור, לחשוב ולהרגיש." מנותק מהוויברס ההיפי הקלוש שלו (זֶה היה בשנות ה-60), הרעיון עדיין עומד על כנו: על ידי מתן אפשרות לרובוטים לטפל באופן אוטונומי בבעיות היומיומיות הקשורות בניווט, המשתמשים האנושיים יכולים להתמקד בדברים חשובים יותר ומרתקים. אחרי הכל, רוב האנשים לא צריכים לחשוב באופן מודע על הפרטים הקטנים של הזזת רגל אחת מול השנייה כשהם הולכים. למה מישהו בחליפת רובוט צריך לעשות זאת?

המאמר האחרון שהוקדש למחקר זה היה פורסם לאחרונה בכתב העת IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics.

המלצות עורכים

  • עתיד האוטומציה: רובוטים מגיעים, אבל הם לא ייקחו את העבודה שלך
  • כמו כלב נחייה לביש, הגב הזה עוזר לעיוורים לנווט
  • טוב ב-StarCraft? DARPA רוצה לאמן רובוטים צבאיים עם גלי המוח שלך
  • דלתא איירליינס מתכננת לצייד את העובדים בשלדים חיצוניים רובוטיים רבי עוצמה אלה
  • חליפות אקזוטיות לכולם: הכירו את החברה שמייצרת רובוטים לבישים למיינסטרים