211service.com
Een robuuste robot voor ouderen
Al meer dan tien jaar werken robotici aan systemen voor ouderen, in de hoop de tijd dat senioren thuis kunnen wonen te verlengen en hun kwaliteit van leven te verbeteren. Nu hebben MIT-onderzoekers een humanoïde robot gebouwd met een speciaal bewegingsvolgsysteem en veerbelaste actuatoren die hem beter uitgerust maken om huishoudelijke taken uit te voeren. De robot, genaamd Domo, kan een object op maat maken door het in zijn hand te schudden en vervolgens op te bergen in een kast.
Helpende hand: Domo de robot is ontworpen om ouderen te helpen met basistaken, zoals het opbergen van boodschappen. Domo kan de ruwe afmetingen van een object achterhalen door het in zijn hand te houden en ermee te schudden.
Demografie verandert, vooral in Japan, Europa en de VS, zegt Aaron Edsinger, een hoofdonderzoeker van het Domo-project en een postdoctoraal student aan het computerwetenschappelijke en kunstmatige-intelligentielab van het MIT. Er zijn veel mensen die ouder worden en niet veel jonge mensen die voor hen zorgen.
Maar het ontwikkelen van een multifunctionele robot voor ouderen was niet eenvoudig omdat de thuisomgeving zo onvoorspelbaar is. Industriële robots, die veel worden gebruikt in de productie, werken met onderdelen in standaard vormen en maten. Eten echter niet. Dus een eenvoudige taak zoals het opbergen van boodschappen kan behoorlijk ingewikkeld worden.
Domo houdt rekening met die variabiliteit. In plaats van de robot voor te programmeren, zodat hij alleen weet hoe hij om moet gaan met blikjes en dozen met bepaalde afmetingen, laat Edsinger Domo elk item één voor één op maat maken voordat hij beslist hoe het moet worden opgeslagen.
Multimedia
Bekijk een diavoorstelling van de Domo-robot.
Het rekkenproces begint wanneer een mens een item in een van de handen van de robot legt. De robot bepaalt vervolgens de afmetingen van het object op basis van grip en video-analyse. Eerst wiebelt de robot met het object in zijn hand, terwijl videocamera's in het hoofd van de robot de beweging opnemen. De robot weet hoeveel kracht hij uitoefende bij het wiebelen, dus hij weet hoeveel het object dat hij vasthoudt moet bewegen. Met behulp van speciale motion-capture-software vindt Domo het object in de video dat beweegt zoals voorspeld en neemt aan dat dit het item in zijn hand is.
Nu de robot het item heeft geïdentificeerd dat moet worden opgeborgen, moet Domo de vorm en grootte bepalen. Als het een klein object is dat in de hand van de robot past, kan het de grootte van het object bepalen op basis van zijn grip. Voor lange objecten moet de robot meer videoanalyse uitvoeren.
Wetende dat de punt van een lang object sneller zal wiebelen dan de rest, isoleert de software het deel van het object dat het snelst beweegt en beschouwt dit als het punt dat het verst verwijderd is van de hand van de robot. Zodra de robot de afmetingen van het object kent, kan hij bepalen hoe hij het beste in de kast kan worden geplaatst. Als het een pak spaghetti is, zal het het op zijn kant leggen in plaats van te proberen het rechtop te zetten, zegt Edsinger.
Dit lijkt misschien een triviale taak, maar dat komt grotendeels omdat mensen de neiging hebben de complexiteit van hun dagelijkse activiteiten te onderschatten. Het identificeren en plaatsen van objecten vereist veel verschillende processen. Het mooie van Domo is dat het een zeer geïntegreerd systeem is en veel processen tegelijk aankan. Daarom kan Domo het onverwachte aan; hetzelfde algoritme dat werkt voor een waterfles, werkt ook voor een doos spaghetti.
Domo kan ook elementaire inbrengtaken uitvoeren, zoals een lepel in een kom plaatsen, en helpen bij het opruimen van het huis door een doos rond te dragen waarin de mens rommel kan doen. Ik kan hem een doos van elke grootte geven, en hij kan hem tussen zijn twee handen houden, me volgen en de doos in de buurt houden, zegt Edsinger.
Domo, dat is gemaakt voor onderzoeksdoeleinden, zal waarschijnlijk nooit in de winkelrekken terechtkomen - of in iemands keuken. Maar het onderzoek dat naar Domo gaat, zal waarschijnlijk door andere robotici worden gebruikt in hun zoektocht naar de ideale huisrobot. Het vermogen van een robot om de punt van een object te vinden, is bijvoorbeeld buitengewoon nuttig voor wetenschappers die robots ontwikkelen die met huishoudelijk gereedschap kunnen werken.
Illah Nourbakhsh , een professor robotica aan de Carnegie Mellon University, is onder de indruk van de speciale veren die in de actuatoren van Domo zijn verwerkt. Deze veren, ook wel serie-elastische actuatoren genoemd, zijn te vinden in 22 van de 29 gewrichten van de robot. De actuatoren laten de robot weten hoeveel kracht er wordt uitgeoefend door een extern object en werken als schokdempers als de robot iets raakt. Door het systeem bestand te maken tegen stoten, is het veiliger voor zowel de robot als de mens. In een autoassemblagefabriek heb je sensoren rond de robots, zodat mensen er nooit in de buurt kunnen komen, zegt Nourbakhsh. Maar bij een thuiszorgrobot is de situatie heel anders: men wil dat mens en robot dicht bij elkaar kunnen werken.
Of een humanoïde machine de beste robotoplossing voor ouderenzorg blijft, blijft echter controversieel. Sebastian Thrun , directeur van het kunstmatige-intelligentielab van Stanford, vraagt zich af of het nodig is dat de robot op een mens lijkt. Het is een geweldig project, maar door naar een humanoïde vorm te gaan, wordt het probleem moeilijker dan het hoeft te zijn, zegt Thurn. Een robotarm die op een kast is gemonteerd, kan bijvoorbeeld een eenvoudigere oplossing zijn voor het boodschappenprobleem.
Nourbakhsh is het daarmee eens. Het probleem is [dat] het maken van een robot voor algemene doeleinden met een menselijke vorm extreem duur is, zegt hij. Als de humanoïde mobiel is, wordt ook de stroombehoefte een probleem. Nourbakhsh zegt dat bestaande batterijen niet lang genoeg meegaan om routinematig huishoudelijk werk aan te kunnen. Hij zegt dat hij zich een toekomstig ouderenzorgsysteem voor ogen heeft waarin de robots worden ingebouwd in standaardapparatuur, zoals fornuizen en koelkasten, zodat ze in de wereld om je heen verdwijnen.