ربات ها جهت غذا دادن به افراد ناتوان آموزش می بینند

ربات ها جهت غذا دادن به افراد ناتوان آموزش می بینند

طبق آمار سرشماری سال 2010، حدود یک میلیون بزرگسال در ایلات متحده نیاز به کمک یک فرد برای غذا خوردن دارند.این روندی ناخوشایند و زمان گیری است که اغلب به خاطر نیاز انجام می شود و در واقع انتخاب هیچ شخصی نیست.
محققان در داشنگاه واشنگتن در حال کار بر روی یک سیستم رباتیک هستند که می تواند این کار را آسان تر کند. بعد از تشخیص غذاهای مختلف موجود در ظرف، ربات می تواند یک استراتژی  را برای استفاده از چنگال به کار بگیرد تا بتواند غذا را به دهان یک فرد برساند.
این تیم نتایج خود را در چندین برگه منتشر کردند: یکی از آن ها در IEEE Robotics و Automation Letters منتشر شد، در حالی که دیگری در 13 مارس در کنفرانس بین المللی ACM/IEEE با موضوع تعامل ربات ها و انسان ها که در کره جنوبی برگزار می شود، منتشر خواهد شد. طبق گفته Siddhertha Srinivasa، استاد دانشگاه بوئینگ در دانشکده علوم کامپیوتر و مهندسی، وابستگی به پرستاری که از شخص مراقبت می کند برای هر لقمه از غذایی که می خورد حس استقلال را از فرد می گیرد. هدف ما در این پروژه این است که به این افراد کنترل بیشتری برای زندگی شخصی شان بدهیم.
 غذا دادن به انسان ها توسط ربات ها
ایده اصلی این پروژه به این صورت بود که یک سیستم غذا دهی خودکار به ویلچر این افراد متصل شود و هرچه که بخواهند بخورند، به آن ها بدهد.
هنگامی که پروژه را شروع کردیم متوجه شدیم، راه های بسیاری برای غذا خوردن بسته به اندازه، شکل و یا سازگاری آن وجود دارد. همکار نویسنده ، Tapomayukh Bhattacharjee گفت: برای بررسی این که از چه طریقی می توانیم این کار را شروع کنیم، آزمایشی را انجام دادیم تا ببینیم انسان چگونه غذاهای رایج مثل انگور و یا هویج را می خورد.
محققان لیستی را از هویج سخت گرفته تا موز نرم تهیه کردند. همچنین این فهرست شامل غذاهایی همچون گوجه فرنگی و انگور بود که دارای پوست سخت و داخلی نرم هستند. سپس تیم به داوطلبان چنگال داد و از آن ها خواسته بود تا قطعات مختلف غذا را انتخاب کنند و به یک مانکن غذا بدهند. همه ی چنگال ها حاوی سنسور برای اندازه گیری نیروی مورد استفاده افراد هنگام بلند کردن غذا بود.
 ربات ها برای غذا دادن به انسان ها تعلیم می بینند
داوطلبان استراتژی های مختلفی را بری غذا دادن انتخاب کرده بودند. برای مثال، بعضی از افراد از قسمت های تیز چنگال برای بلند کردن موز استفاده کرده بودند تا از چنگال سر نخورد. داوطلبان دیگر برای موادی مانند انگور و هویج بیشتر تمایل به حرکات جنبشی داشتند تا میزان نیرو برای هر وعده را افزایش دهند.
به نظر می رسد افراد استراتژی های مختلفی را به کار بردند اما نه تنها بر اساس اندازه و شکل غذا بلکه بر اساس میزان سختی و نرمی آن هم راه های مختلفی را انتخاب می کردند. Bhattacharjee گفت: اما آیا واقعا باید این کار را انجام دهیم؟  تصمیم گرفتیم آزمایشی را روی ربات انجام دهیم تا جایی که ربات صرف نظر از نوع غذا، چنگل را در غذا فرو کند.
ربات یک استراتژی نیرومند را به کار می گیرد تا بتواند تمام قطعات غذا را بدون توجه به میزان انسجام آن انتخاب کند. با این روش توانست غذاهای سخت را انتخاب کند اما با غذاهای نرمی که پوسته ی نرم و یا سخت داشتند کمی به مشکل برخورد. بنابراین ربات ها هم مانند انسان ها نیاز به تنظیم مقدار نیرو و زاویه برای انتخاب غذاهای مختلف دارند.
Bhattacharjee گفت: شما می توانید چوبی را در یک هویج فرو کنید. اما این کار خودرن آن را برای شخص دشوار می کند. از طرف دیگر اگر انتهای آن را در هویج فرو کنید و به سمت دهان شخص ببرید به آسانی قابل خوردن است.
محققان برای طراحی یک استراتژی تغذیه بر مبنای مواد غذایی، الگوریتم مختلف را ترکیب کردند. ابتدا با استفاده از یک الگوریتم شناسایی شی به نام RetinaNet نوع غذا را مشخص می کنند و اطراف هریک از قابی را دور هر یک قرار می دهند.
سپس آن ها SPNET را که الگوریتمی برای بررسی انواع غذا در یک فریم خاص است، توسعه دادند. به عنوان مثال به ربات می گوید یک توت فرنگی یا یک تکه موز را در وسط و هویج را در یکی از دو انتهای آن قرار بدهد.
این تیم در حال حاضر با مرکز فناوری Accessible Taskar کار می کند تا بازخورد پرستاران بیماران را در بهبود امکانات زندگی توسط ربات ها به کار گرفته و همچنین با آن مقایسه کنند.
Srinivasa گفت: در نهایت هدف ما این است که ربات به مردم در خوردن ناهار و شام کمک کند. اما نکته این است که نمی خواهیم جایگزین پرستاران قرار گیرد بلکه می خواهیم آن ها را تقویت و به آنها در انجام امور کمک کند. با این ربات پرستار می تواند در حالی که ربات به بیمار غذا می دهد به کار دیگری رسیدگی کند.