Исследователи Кембриджского университета разработали
роботизированный датчик, который использует методы искусственного интеллекта для чтения шрифтом Брайля со скоростью, примерно вдвое превышающей скорость большинства читателей-людей.
Исследовательская группа из Кембриджского университета использовала алгоритмы машинного обучения, чтобы научить роботизированный датчик быстро скользить по строкам текста Брайля. Робот смог читать шрифт Брайля со скоростью 315 слов в минуту с точностью около 90%.
Тестирование робота на тренажере для чтения шрифта Брайля
Исследователи отмечают, что высокая чувствительность, необходимая для чтения шрифта Брайля, делает его идеальным тестом при разработке рук робота или протезов, сравнимых с чувствительностью кончиков пальцев человека.
Кончики пальцев человека чрезвычайно чувствительны и помогают нам собирать информацию об окружающем мире. Кончики наших пальцев могут обнаружить крошечные изменения в текстуре материала или помочь нам узнать, какую силу нужно приложить, схватив объект: например, взять яйцо, не разбив его, или шар для боулинга, не уронив его.
Воспроизведение такого уровня чувствительности в роботизированной руке энергоэффективным способом является большой инженерной задачей. В лаборатории Кембриджа исследователи разрабатывают решения для этого и других навыков, которые людям кажутся легкими, а роботам — сложными.
Робот читает шрифт Брайля
Шрифт Брайля — идеальный тест для «кончика пальца» робота, поскольку его чтение требует высокой чувствительности, поскольку точки в каждом образце букв расположены очень близко друг к другу. Исследователи использовали готовый датчик для разработки робота-читателя, который более точно воспроизводит поведение человека при чтении.
Роботизированный датчик имеет камеру на «кончике пальца» и считывает информацию, используя комбинацию данных от камеры и датчиков. Это сложная проблема для робототехников, поскольку необходимо выполнить большую обработку изображений, чтобы удалить размытие изображения, что отнимает много времени и энергии, как отмечают ученые.
Команда разработала алгоритмы машинного обучения, чтобы робот-читатель мог «размыть» изображения до того, как датчик попытается распознать буквы. Алгоритм обучался на наборе четких изображений шрифта Брайля с применением ложного размытия. После того, как алгоритм научился устранять размытие букв, специалисты использовали модель компьютерного зрения для обнаружения и классификации каждого символа.
После внедрения алгоритмов исследователи протестировали свое устройство чтения, быстро проводя им по рядам символов Брайля. Робот-читатель Брайля мог читать со скоростью 315 слов в минуту с точностью 87%, что в 2 раза быстрее и примерно так же точно, как человек.
Скорость чтения шрифтом Брайля — отличный способ измерить динамические характеристики систем тактильного восприятия, поэтому результаты работы могут быть применимы не только для Брайля, но и для обнаружения текстур поверхности или проскальзывания при роботизированных манипуляциях. В будущем исследователи надеются масштабировать технологию до размеров руки или кожи гуманоида.
Источник: SecurityLab