如何训练您的机器人其中一项任务主要是出于必要而非选择小月

发布时间：2022-07-20 13:14:35 来源：氧气娱乐网

如何训练您的机器人，其中一项任务主要是出于必要而非选择

根据2010年的人口普查数据，在美国，大约有100万成年人需要帮助他们吃饭的人。这是一项耗时且通常很尴尬的任务，其中一项任务主要是出于必要而非选择。

华盛顿大学的研究人员正在研究一种机器人系统，可以使它变得更容易在盘子上识别出不同的食物后，机器人可以制定策略，说明如何使用叉子捡起所需的食物并将其咬到人的嘴上。

该团队在一系列论文中发表了其研究结果：一篇最近发表在IEEE机器人与自动化快报上，另一篇发表在3月13日的韩国ACM / IEEE人机交互国际会议上。

威斯康星大学波音分校教授保罗?艾伦计算机科学与工程学院的通讯作者西达达?斯里尼瓦萨说：“依靠照顾者每天喂饱每一口饭，都会使人失去独立感。”

“我们对该项目的目标是使人们对生活有更多的控制权。”

当时的想法是开发一种自动进食系统，该系统可以安装在人们的轮椅上，并为人们提供他们想吃的任何食物。

“当我们开始该项目时，我们意识到：人们可以通过多种方式来食用某种食物，具体取决于食物的大小，形状或一致性。我们如何开始？” 共同作者艾伦学院的博士后研究助理Tapomayukh Bhattacharjee说。“因此，我们进行了一项实验，以观察人类如何食用葡萄和胡萝卜等常见食物。”

研究人员在盘子中摆放了大约十二种不同的食物，从硬胡萝卜到软香蕉的稠度范围都很大。

这些盘子还包括诸如西红柿和葡萄之类的食物，它们具有坚韧的皮肤和柔软的内部。然后，团队为志愿者提供了一把叉子，并要求他们捡起不同的食物，然后喂给他们的模特。

叉子装有一个传感器，用来测量人们拿起食物时使用了多少力。

志愿者使用各种策略来收集不同稠度的食物。例如，人们将诸如香蕉之类的柔软的东西串起来，以防止它们从叉子上滑下来。对于诸如胡萝卜和葡萄之类的物品，志愿者们倾向于使用摆动的动作来增加力量并刺入每口食物。

称为RetinaNet的物体检测算法扫描盘子，识别盘子上的食物类型，并在每个物品周围放置一个框架。

“人们似乎不仅根据食物的大小和形状使用了不同的策略，而且还考虑了食物的硬度或柔软度。但是我们真的需要这样做吗？” 巴塔查吉说。“我们决定对机器人进行实验，在该机器人中，不管食物的种类如何，食物都会叉到叉子达到一定深度为止。”

机器人使用相同的推拉策略尝试拾取所有食物，无论它们的一致性如何。它能够拾取坚硬的食物，但在柔软的食物以及那些坚硬的皮肤和柔软的内部食物中挣扎。因此，机器人像人类一样，需要调整他们用来拾取各种食物的力和角度。

研究小组还指出，拾起一块食物并将其喂给某人的行为并非彼此独立。志愿者通常会在叉子上专门放置一块食物，以便可以轻松食用。

Bhattacharjee说：“您可以通过在胡萝卜棒的中心串起一根胡萝卜棒来捡起它，但是一个人吃起来很困难。” “另一方面，如果你从一端捡起胡萝卜，然后将胡萝卜向某人的嘴倾斜，那么咬一口就容易多了。”

为了设计一种根据食物种类而变化的串扰和进食策略，研究人员组合了两种不同的算法。首先，他们使用一种称为RetinaNet的物体检测算法，该算法扫描盘子，识别盘子上的食物类型，并在每个物品周围放置一个框架。

然后，他们开发了SPNet，这是一种算法，可以检查特定框架中的食物类型，并告诉机器人获取食物的最佳方法。例如，SPNet告诉机器人在中间串一根草莓或一片香蕉，并在两端之一上长矛胡萝卜。

该团队让机器人通过SPNet或更统一的策略来捡拾食物并将其喂给志愿者：这种方法使每个食物的中心都倾斜了，无论它是什么。SPNet的不同策略在所有食品方面的表现均优于或采用统一方法。

斯里尼瓦萨说：“许多工程挑战对其解决方案并不挑剔，但这项研究与人们紧密联系在一起。” “如果我们不考虑一个人吃东西的难易程度，那么人们可能就无法使用我们的系统。那里有各种各样的食物，所以我们最大的挑战是制定策略可以解决所有这些问题。”

该小组目前正在与Taskar无障碍技术中心合作，以获取辅助生活设施中护理人员和患者的反馈，以了解如何改进系统以满足人们的需求。

斯里尼瓦萨说：“最终，我们的目标是让我们的机器人帮助人们自己吃午餐或晚餐。” “但是重点并不是要取代照料者：我们要赋予他们权力。在机器人的帮助下，照料者可以摆好盘子，然后在用餐时做其他事情。”