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仅仅一天,机器人就自学会了帮助人类穿衣服

导语:对于正常人来说,吃饭穿衣都是最普通平常不过的事情,连三岁小儿都能轻松完成。然而,因为受伤、疾病以及高龄等原因,很多人连穿衣服都需要别人的帮助,仅仅在美国就有超过100万。为了解决这个问题,佐治亚理工学院的科学家开发了一个机器人,已经成功帮助医院的病人穿上了病号服。

对于正常人来说,吃饭穿衣都是最普通平常不过的事情,连三岁小儿都能轻松完成。然而,因为受伤、疾病以及高龄等原因,很多人连穿衣服都需要别人的帮助,仅仅在美国就有超过100万。机器人或许能帮上忙,但不管是衣服还是人类的身体都太复杂了。

为了解决这个问题,佐治亚理工学院的科学家开发了一个机器人,已经成功帮助医院的病人穿上了病号服。机器人帮病人穿衣服时,依靠的并不是它的眼睛,而是它在穿衣过程中在病人的手、肘以及肩膀等部位感受到的力量。

这个机器人其实是著名的人形机器人PR2,它通过分析机器人把病号服穿到病人身上的近11000个模拟案例,一天之内就自学成才了。当然,其中有些尝试非常完美,也有一些则是一败涂地。当衣服卡在人的手部或者手肘上时,机器人可能会控制不好施加在人体上的力量。

从这些例子中,PR2的神经网络学会了预估施加在人身上的力量。从某种意义上说,模拟可以让机器人了解人类接受协助的感觉。

佐治亚理工学院博士、研究小组负责人Zackory Erickson表示,“人类通过反复试验和试错来学习新技能。对人类进行数千次试验不仅乏味,更加危险。但仅仅一天的时间,利用模拟,机器人就可以学会人类穿衣服时的感觉是怎样的。”

机器人还学会了用不同的方式预测衣服移动的结果。有些动作会使衣服绷紧,紧紧束缚着人的身体。另外一些动作则会使衣服顺利地套到人身上。机器人利用这些预测来选择不同动作让穿衣这件事更顺利更舒服。

模拟成功后,机器人PR2开始尝试给真人穿衣服。测试者坐在机器人的前面,看着它拿起一件病号服,慢慢套到手臂上。机器人利用在模拟过程中学习到的力量信息,依靠触觉来完成穿衣服的任务,而不是视觉。

佐治亚理工学院和埃默里大学Wallace H. Coulter生物医学工程系副教授Charlie Kemp说,“关键在于机器人总是思考在前,它会问自己,如果我用这种方式拉衣服,会不会让人的手臂感觉到太大或太小的力?如果我换另一种方式,会怎么样呢?”

研究人员因此改变了机器人的时间,并允许他在对下一步行动进行战略规划时有五分之一秒时间进行思考。如果思考时间太少的话则更容易失败。

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Charlie Kemp和Zackory Erickson在准备机器人。来源:佐治亚理工学院

Kemo认为,“机器人越了解我们,他们就越能帮助我们。通过预测他们行为的物理含义,机器人可以提供更安全、更舒适和更有效的帮助。”

目前,机器人可以把病号服套到人的一只手臂上,整个过程大约需要10秒钟。该团队表示,要机器人真正协助人穿上一件衣服,还有很长的路要走,不过小编认为,值得期待。

 

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