Georgia Tech entwickelt einen Roboter, mit dem möglicherweise Menschen in Krankenhäusern und Altenheimen gekleidet werden können. Laut der Universität benötigen mehr als 1 Million Amerikaner aufgrund von Verletzungen, Krankheiten und fortgeschrittenem Alter tägliche körperliche Hilfe, um sich anzuziehen.
Um dieses Problem anzugehen, entwickeln Forscher einen Roboter, der erfolgreich auf Krankenhauskitteln an den Armen von Menschen gleiten kann. Die Maschine nutzt ihr Kraftverständnis, um das Tuch über die Hände des Patienten, um ihre Arme und auf die Schulter zu führen.
Der als PR2 bekannte Roboter hat sich selbst beigebracht, die Aufgabe an nur einem Tag zu erledigen. Er hat durch Analyse gelernt 11.000 simulierte Beispiele von einem Roboter, der ein Kleid auf einen menschlichen Arm legt.
Durch die Analyse dieser Beispiele lernte das neuronale Netzwerk des PR2, die auf den Menschen ausgeübten Kräfte abzuschätzen. Diese Simulationen ermöglichten es dem Roboter, zu fühlen, wie es für den Menschen war, Unterstützung beim Anziehen zu erhalten.
„Menschen lernen durch Ausprobieren neue Fähigkeiten. Wir haben dem PR2 die gleiche Gelegenheit gegeben“ sagte Zackory Erickson, der leitende Doktorand der Georgia Tech im Forschungsteam.
„Tausende von Versuchen an einem Menschen durchzuführen wäre gefährlich gewesen, geschweige denn unglaublich langweilig. Aber an nur einem Tag lernte der Roboter mithilfe von Simulationen, was eine Person beim Anziehen physisch fühlen kann.“
Die Beispiele ermöglichten es dem Roboter auch, die Folgen verschiedener Bewegungen vorherzusagen. In einigen Fällen führte das Bewegen des Kleides auf eine Weise dazu, dass das Tuch festgezogen wurde, andere schoben das Kleid reibungslos auf.
Der Roboter könnte diese Vorhersagen verwenden, um die richtigen Bewegungen auszuwählen, um den Patienten bequem und effizient anzuziehen.
Sobald der Roboter in der Simulation gut war, wandte er sich echten Patienten zu. Der Patient stand vor dem Roboter, während er versuchte, das Kleid auf den Arm zu schieben. Anstatt zu schauen, was er tut, benutzte der Roboter einen Tastsinnum die Arbeit zu erledigen.
„Durch die Vorhersage der physischen Auswirkungen ihrer Aktionen können Roboter sicherere, komfortablere und effektivere Hilfe leisten.“
„Der Schlüssel ist, dass der Roboter immer vorausdenkt“ sagte Charlie Kemp, außerordentlicher Professor an der Wallace H. Coulter-Abteilung für biomedizinische Technik an der Georgia Tech and Emory University und führendes Fakultätsmitglied. „Es fragt sich: Wenn ich das Kleid so ziehe, wird es mehr oder weniger dazu führenKraft auf den Arm der Person? Was würde passieren, wenn ich stattdessen diesen Weg gehe? '”
Während der Tests am Menschen haben die Forscher das Timing des Roboters angepasst, um seine Erfolgschancen zu erhöhen.
„Je mehr Roboter über uns verstehen können, desto mehr können sie uns helfen“, Kemp sagte. „Durch die Vorhersage der physischen Auswirkungen ihrer Aktionen können Roboter sicherere, komfortablere und effektivere Hilfe leisten.“
Derzeit kann der Roboter den Ärmel des Kleides einfach auf den Arm eines Patienten schieben. Forscher sagen, dass das ultimative Ziel, einen Menschen vollständig anzuziehen, viel mehr Entwicklung und Forschung erfordert. Ihre Arbeit Deep Haptic Model Predictive Control for Robot-Assisted Dressing wird vom 21. bis 25. Mai in Australien während der Internationalen Konferenz für Robotik und Automatisierung ICRA vorgestellt.
Via : Georgia Tech