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%. Это примерно в два раза быстрее, чем человек.
Робот читает шрифт Брайля в два раза быстрее человека
Исследовательская группа из Кембриджского университета использовала алгоритмы машинного обучения, чтобы научить роботизированный датчик сканировать и распознавать текст, набранный шрифтом Брайля (специальный «выпуклый» шрифт для слепых). Робот читает шрифт Брайля со скоростью 315 слов в минуту и распознает с точностью около 90%. Скорость чтения у робота примерно в два раза выше, чем у человека, а точность распознавания — примерно такая же как человека.
Исследователи разработали роботизированный датчик, читающий шрифт Брайля. University of Cambridg
Вряд ли такой датчик пригодится слепым людям, но он продемонстрировал необычайную чувствительность, почти такую как у кончиков пальцев человека. А вот это пригодится во многих приложениях.
Хотя робот-читатель Брайля не был разработан как вспомогательная технология, исследователи говорят, что высокая чувствительность, необходимая для чтения Брайля, делает его идеальным тестом при разработке рук робота или протезов, сравнимых по чувствительности с кончиками пальцев человека.
Пальцы человека
Пальцы человека
Кончики пальцев человека чрезвычайно чувствительны и благодаря этому они помогают нам собирать информацию об окружающем мире. Кончики наших пальцев могут обнаружить крошечные изменения в текстуре материала и помогают нам предсказать, какую силу нужно приложить, чтобы надежно захватить объект: например, взять яйцо, не разбив его, или поднять шар для боулинга и не уронить.
Достижение такого уровня чувствительности в роботизированной руке является важнейшей инженерной задачей. В лаборатории профессора Фумии Ииды на инженерном факультете Кембриджа исследователи разрабатывают решения этой проблемы. То что людям кажется легким, для роботов часто бывает невероятно сложным.
«Мягкость даже нежность кончиков пальцев человека — одна из причин, почему мы можем захватывать предметы с нужным усилием», — говорит Парт Потдар соавтор работы. «Для робототехники мягкость — полезная характеристика, но вам еще нужно много сенсорной информации, и сложно получить и то, и другое одновременно, особенно когда имеешь дело с гибкими или деформирующимися поверхностями».
Идеальный тест
Чтение шрифта Брайля — идеальный тест для «кончика пальца» робота. Оно требует высокой чувствительности, поскольку точки в каждом образце букв расположены очень близко друг к другу.
«Существуют роботы-читатели Брайля, но они читают только одну букву за раз, но люди читают нне так», — говорит соавтор работы Дэвид Хардман. «Существующие считыватели Брайля работают так: они прикасаются к одной букве, считывают, отрываются от поверхности, передвигаются, опускаются на следующую букву и так далее. Но искали что-то более эффективное».
У роботизированного датчика, который использовали исследователи, на «кончике пальца» расположена камера. Датчик считывает букву, используя комбинацию информации от камеры и сенсоро касаний.
Команда разработала алгоритмы машинного обучения, чтобы робот-читатель мог «размыть» изображения до того, как датчик попытается распознать буквы. Они обучили алгоритм на наборе четких изображений шрифта Брайля с применением ложного размытия. После того как алгоритм научился устранять размытие букв, они 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 два раза быстрее и примерно так же точно, как человек-читатель Брайля.
«Скорость чтения шрифта Брайля — отличный способ измерить динамические характеристики систем тактильного восприятия, поэтому наши результаты могут быть применимы не только для Брайля, но и, например, для распознавания текстур поверхности при роботизированных манипуляциях», — говорит Потдар.
В будущем исследователи надеются встроить сенсоры в искусственную кожу.