Робот-манипулятор сможет накормить людей с нарушением подвижности рук (+видео)

Регулярное питание является повседневной необходимостью для человека, и потеря способности к самостоятельному приему пищи может иметь самые неприятные последствия. Разработка Школы компьютерных наук и техники им. Пола Аллена из Вашингтонского университета поможет решить эту проблему.

В рамках проекта Школы целая команда разработчиков трудится над алгоритмами и технологиями для создания роботизированной системы, которая сможет автономно кормить людей с нарушениями подвижности верхних конечностей. Сейчас детище инженеров выглядит как инвалидное кресло с робо-манипулятором, который может распознавать еду на тарелке, захватывать ее оптимальным образом и подносить ко рту человека.

Одной из наиболее сложных задач манипулирования, которые мы выполняем в нашей повседневной жизни, является употребление в пищу не имеющих особой формы продуктов, требующих при обращении с ними сложных действий. Автоматизация манипуляций с продуктами питания является пугающе сложной из-за огромного набора различных продуктов, столовых приборов и человеческих особенностей приема пищи. Чтобы понять, как люди обращаются с пищевыми продуктами во время еды и изучить способы адаптации к роботам их стратегий поведения, были собраны траектории перемещения вилки в руке человека при кормлении манекена.

Самые сложные этапы работы робо-манипулятора — обеспечение надежного захвата еды вилкой и последующее оптимальное расположение ее перед человеком. Прежде, чем наколоть еду на вилку, робот направляет камеру на тарелку с продуктами и распознает расположенные на ней объекты. После этого он выбирает определенный продукт, подносит вилку и накалывает еду на нее. Разработчики «научили» манипулятор распознавать разные виды пищи и по-разному с ней обращаться — к более твердым продуктам прилагать большее усилие, чтобы наколоть его на вилку, более мягкие накалывать под углом, чтобы еда не соскочила.

После успешного захвата пищи начинается второй сложный этап — робот должен поднести еду ко рту человека таким образом, чтобы ее удобно было снять с вилки. Для этой цели используется алгоритм распознавания лица. Он размечает отдельные ключевые точки, особое внимание уделяя рту. Кроме того, манипулятор умеет подносить еду максимально удобным образом, для чего и проводилось большое количество тестов на реальных людях.

Пока это лишь перспективная разработка инженеров, тем не менее очень много людей хотели бы надеяться на ее скорейший выход на рынок.