U okviru inovativnih tehnoloških istraživanja, tim znanstvenika s Cambridgeovog sveučilišta postigao je značajan napredak u području robotike, uspješno razvijajući robotski senzor opremljen vještačkom inteligencijom. Ovaj senzor omogućava čitanje Brailleovog pisma brzinom koja znatno nadmašuje prosječne ljudske sposobnosti čitanja. 

Korištenjem sofisticiranih algoritama strojnog učenja, znanstvenici su obučili robotski senzor da se s lakoćom kreće preko linija Brailleovog teksta, postižući impresivnu brzinu čitanja od 315 riječi u minuti s točnošću bliskom 90%. Iako primarna namjena ovog robotskog čitača Brailleovog pisma nije bila razvoj pomagala za osobe s oštećenjem vida, njegova izuzetna osjetljivost čini ga idealnim za primjenu u razvoju robotskih ruku ili proteza koje bi po osjetljivosti mogle parirati ljudskim prstima.

Osim što predstavlja značajan tehnološki napredak, ovaj projekt istražuje mogućnosti reprodukcije ljudske osjetljivosti u robotici. Ljudski prsti posjeduju izvanrednu osjetljivost koja nam omogućava da prikupljamo informacije o svijetu koji nas okružuje. Ova sposobnost detekcije sitnih promjena u teksturi materijala ili procjene potrebne sile za hvatanje objekta ključna je za mnoge svakodnevne aktivnosti. 

Reprodukcija takve razine osjetljivosti u robotskoj ruci, na energetski učinkovit način, predstavlja veliki inženjerski izazov. U laboratoriju profesora Fumiye Iide na Odjelu za inženjering Sveučilišta u Cambridgeu, istraživači razvijaju rješenja za ovaj kao i za druge izazove koji ljudima dolaze prirodno, ali robotima predstavljaju poteškoće.

Prema riječima Partha Potdara, prvog autora rada i studenta preddiplomskog studija na Pembroke Collegeu i Odjelu za inženjering, mekoća ljudskih prstiju ključna je za sposobnost pravilnog hvatanja objekata s točno odmjerenom silom. Za robotiku, mekoća pruža brojne prednosti, ali izazov predstavlja integracija bogatog senzorskog informiranja s mekoćom, posebno kada je riječ o fleksibilnim ili deformabilnim površinama.

Brailleovo pismo predstavlja idealno testno područje za 'robotski prst' zbog potrebe za visokom osjetljivošću pri čitanju, s obzirom na to da su točkice koje predstavljaju slova smještene vrlo blizu jedna drugoj. Istraživači su koristili senzor dostupan na tržištu za razvoj robotskog čitača Brailleovog pisma koji preciznije oponaša ljudsko ponašanje pri čitanju, otvarajući time nove perspektive u razvoju tehnologija namijenjenih poboljšanju kvalitete života.

David Hardman, suautor studije i član Odjela za inženjering, ističe kako postojeći robotski čitači Brailleovog pisma čitaju tek pojedinačna slova, što se bitno razlikuje od načina na koji čitaju ljudi. Tradicionalni robotski čitači koriste statički pristup, dodirujući svako slovo zasebno, čitajući ga, odmicajući se od površine, premještajući se na sljedeće slovo i tako dalje. Cilj istraživačkog tima bio je stvoriti uređaj koji oponaša ljudsko ponašanje pri čitanju na efikasniji način.

Robotski senzor korišten u istraživanju opremljen je kamerom u 'vrhu prsta', kombinirajući informacije dobivene kamerom i senzorima za čitanje. Potdar ističe kako je to za robotičare izazovan problem zbog potrebe za obradom slike kako bi se uklonio efekt zamućenja pri kretanju, što zahtijeva znatne količine vremena i energije.

Tim je razvio algoritme strojnog učenja koji omogućavaju robotskom čitaču da 'razjasni' slike prije pokušaja prepoznavanja slova. Algoritam je obučen na setu jasnih slika Brailleovog pisma s umjetno dodanim zamućenjem. Nakon što je algoritam naučio 'razjasniti' slova, korišten je model računalnog vida za detekciju i klasifikaciju svakog znaka.

Nakon ugradnje algoritama, istraživači su testirali svoj čitač brzo ga klizeći duž redova Brailleovih znakova. Robotski čitač mogao je čitati brzinom od 315 riječi u minuti s točnošću od 87%, što je dvostruko brže i približno jednako točno kao i ljudski čitač Brailleovog pisma.

Hardman izražava iznenađenje točnošću s kojom je algoritam, obučen na zamućenim slikama, uspio čitati Brailleovo pismo. Pronašli su dobar kompromis između brzine i točnosti, što vrijedi i za ljudske čitatelje.

Potdar dodaje kako je brzina čitanja Brailleovog pisma odličan pokazatelj dinamičkih performansi sustava za taktilno osjetilo, stoga bi njihova otkrića mogla pronaći primjenu i izvan područja Brailleovog pisma, u aplikacijama poput detekcije tekstura površina ili proklizavanja pri robotskoj manipulaciji.

Istraživači se nadaju da će u budućnosti moći skalirati tehnologiju na veličinu humanoidne ruke ili kože. Istraživanje je djelomično podržano od strane Samsung Global Research Outreach programa, otvarajući nove horizonte u razvoju tehnologija koje bi mogle znatno poboljšati interakciju robota s fizičkim svijetom.

Izvor: University of Cambridge