Vedci využívajú praktický prístup k hmatovému učeniu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 28. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Niektorí ľudia dávajú prednosť tomu, aby veci uchopili, aby lepšie porozumeli pojmom. Výskumníci preto vyvinuli inteligentné rukavice, ktoré využívajú hmatovú spätnú väzbu a umelú inteligenciu na učenie používateľov novým zručnostiam, zrýchlený tréning presnosti a diaľkové ovládanie robotov.
Každý sme iný, a to ovplyvňuje náš prístup k učeniu. Vo všeobecnosti sú takí, ktorí majú najväčší úžitok z pozorovania alebo videnia vecí, iní, ktorí prijímajú viac, ak sú informácie posilnené zvukom, niektorí absorbujú najviac, keď sú veci opísané alebo ich vnímajú viac prostredníctvom vypisovania samotných konceptov. A potom sú ľudia, ktorí uprednostňujú prácu alebo sa učia praxou. Alebo kombinácie vyššie uvedeného.
Tím, ktorý zahŕňa výskumníkov z Laboratória pre počítačovú vedu a umelú inteligenciu (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory - CSAIL) na MIT, vyvinul inteligentné rukavice nabité senzormi, ktoré pomáhajú kinestetickým, alebo hmatovým, študentom lepšie pochopiť nové úlohy alebo zručnosti.
„Ľudia sa zapájajú do širokej škály úloh neustálou interakciou s okolitým svetom,“ povedal vedúci autor článku o projekte Yiyue Luo, doktorand na Katedre elektrotechniky a informatiky na MIT. „Tieto fyzické interakcie zvyčajne nezdieľame s ostatnými. Namiesto toho sa často učíme pozorovaním ich pohybov, napríklad pri hraní na klavíri a tanečných postupoch. Hlavnou výzvou pri prenose hmatových interakcií je, že každý vníma hmatovú spätnú väzbu inak. Táto prekážka nás inšpirovala, aby sme vyvinuli agenta strojového učenia, ktorý sa naučí vytvárať adaptívne haptiky pre rukavice jednotlivcov, čím im predstaví praktický prístup k učeniu optimálneho pohybu.“
Inteligentné rukavice môžu byť špecificky prispôsobené každému jednotlivému používateľovi, aby sa zaistilo, že mu perfektne sadnú. Počítač vytvorí na základe ručných meraní vzor, ktorý funguje ako vodítko pre digitálny vyšívací stroj na prišitie senzorov a haptických ovládačov priamo do mäkkej látky. Potom sú rukavice pripravené na použitie za 10 minút.
Vstavaná technológia v každej rukavici sa dá použiť na zachytenie akcií rúk a prstov nositeľa, napríklad učiteľa, skúseného chirurga alebo operátora stroja. Tieto akcie sa dajú reprodukovať ako haptické výzvy pre študenta vďaka adaptívnemu agentovi umelej inteligencie, ktorý sa pomocou strojového učenia naučí haptické odozvy od až 12-tich používateľov. Po naplnení údajov o nových používateľoch dokáže tento systém prispôsobiť reakcie spätnej väzby pre každého jednotlivca len za 15 sekúnd.
V jednej ukážke nastavenia bol skúsený hráč na klavír požiadaný, aby zahral jednoduchú melódiu, zatiaľ čo inteligentné rukavice zachytili sekvenciu, keď boli prsty stlačené v obmedzenom rozsahu kláves. Tieto údaje sa potom načítali do vlastných inteligentných rukavíc študenta, ktorý sledoval vibrácie prstov, aby stlačil klávesy, keď to bolo vhodné, aby sa naučil melódiu. Táto metóda typu „nasleduj ma“ by mohla začiatočníkom pomôcť rýchlo zvládnuť akordy, stupnice, arpeggiá a jednoduché melódie, hoci celé koncerty môžu byť namáhavé.
Vo viacerých experimentoch tím zistil, že hráči na notebookoch dosiahli najvyššie skóre, keď sa riadili časovo citlivými výzvami doručenými prostredníctvom inteligentných rukavíc, keď sa pohybovali po úzkej kľukatej ceste v rytmickej hre alebo zbierali mince, pričom mali istotu, že sa ich vozidlo neprevráti na ceste do cieľa závodnej hry.
Táto technológia by tak mohla používateľom umožniť osvojiť si svety VR a zároveň ponúknuť „prispôsobenejšie a dotykovo založené skúsenosti vo virtuálnych tréningových kurzoch používaných chirurgmi, hasičmi a pilotmi, kde je prvoradá presnosť“. Inteligentné rukavice sa tiež používali na diaľkové trénovanie robotických systémov na uchopenie vecí podobne ako človek, napríklad na učenie robotického ramena, ako zdvihnúť rôzne druhy chleba bez toho, aby ich poškodilo.
V súčasnosti dokáže systém zvládnuť len pomerne jednoduché pohyby, ale tím sa domnieva, že agent umelej inteligencie, ktorý sa živí čoraz väčším množstvom používateľských údajov, „by mohol pomôcť s náročnejšími úlohami, ako je manipulácia s hlinou alebo riadenie lietadla“. A so silnejšou haptickou spätnou väzbou by technológia mohla pomôcť viesť aj menej citlivé časti tela, ako sú chodidlá a boky.
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Nature Communications.
