一個(gè)以人為中心的互動(dòng)的機(jī)器人平臺(tái)

未來(lái)，機(jī)器人可以在醫(yī)療保健環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用，緩解老年人的生活，并幫助弱勢(shì)群體。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員最近創(chuàng)建了Robot DE NIRO，這是一個(gè)可以支持護(hù)理人員的機(jī)器人研究平臺(tái)，同時(shí)還與護(hù)理對(duì)象直接互動(dòng)。

“我們項(xiàng)目的目標(biāo)非常簡(jiǎn)單：構(gòu)建可以展示社會(huì)效用并為Kormushev博士的機(jī)器人智能實(shí)驗(yàn)室做出貢獻(xiàn)的東西，”開(kāi)發(fā)Robot DE NIRO的研究人員Fabian Falck告訴TechXplore。“我們有一些偉大的想法，但最終決定教一個(gè)機(jī)器人來(lái)玩。我們認(rèn)為物體檢索非常有價(jià)值，適用于許多情況，例如為難以移動(dòng)的體弱患者取藥。項(xiàng)目還為DE NIRO配備了導(dǎo)航，人臉識(shí)別和物體操控等功能。“

Falck及其同事開(kāi)發(fā)的機(jī)器人可以有效地解決先進(jìn)和復(fù)雜的操作任務(wù)。DE NIRO可以與人類進(jìn)行可靠的交互，同時(shí)還可以自動(dòng)地在動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中移動(dòng)。

“機(jī)器人DE NIRO將Rethink Robotics的Baxter機(jī)器人與輪式移動(dòng)平臺(tái)相結(jié)合，使其能夠四處移動(dòng)，”Falck解釋道。“此外，DE NIRO還通過(guò)各種傳感器得到增強(qiáng)，例如微軟Kinect和激光掃描儀，使其能夠感知周圍環(huán)境。”

DE NIRO的安全功能使其與眾多現(xiàn)有機(jī)器人區(qū)別開(kāi)來(lái)，確保其相互作用以人為本，機(jī)器人能夠充分響應(yīng)用戶。由于它專為在弱勢(shì)群體或老年人周圍使用而設(shè)計(jì)，研究人員在機(jī)器人的硬件和軟件中優(yōu)先考慮安全性。

“已經(jīng)在其硬件設(shè)計(jì)中，DE NIRO以人為本，協(xié)作的方式構(gòu)建，”Falck說(shuō)。“例如，機(jī)器人手臂的被動(dòng)順應(yīng)性會(huì)吸收人體的物理沖擊。在開(kāi)發(fā)軟件時(shí)，我們特別強(qiáng)調(diào)機(jī)器人操縱和導(dǎo)航過(guò)程中避免碰撞，以便無(wú)論用戶的動(dòng)作如何都能安全地行動(dòng)。我們相信這將成為未來(lái)社會(huì)救助機(jī)器人的一個(gè)重要特征。“

Falck及其同事開(kāi)展的研究項(xiàng)目取得了令人矚目的成就。一項(xiàng)主要成就是將各種最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)和控制算法成功集成到一個(gè)機(jī)器人中。

“我們專注于整體設(shè)計(jì)，而不是完善一項(xiàng)任務(wù)，希望我們可以利用這個(gè)平臺(tái)來(lái)探索未來(lái)的更多用例，”Falck說(shuō)。“我們的項(xiàng)目也展示了開(kāi)源軟件的重要價(jià)值。機(jī)器人的軟件基于ROS，開(kāi)源機(jī)器人操作系統(tǒng)帶來(lái)了無(wú)數(shù)的好處，例如同時(shí)管理各種操作。”

Robot DE NIRO的最終版本包含ROS和許多其他開(kāi)源項(xiàng)目。使用開(kāi)源代碼，研究人員能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建他們的機(jī)器人，充分利用在線可用的資源。

“由于機(jī)器人開(kāi)源社區(qū)還很年輕，我們常常因缺乏在線指導(dǎo)而感到沮喪，”Falck解釋道。“隨后，我們制作并發(fā)布了詳細(xì)的文檔，可以幫助其他人面對(duì)類似的問(wèn)題，或者希望擴(kuò)展我們的工作。”

在初步測(cè)試和實(shí)驗(yàn)中，Robot DE NIRO表現(xiàn)非常出色，作為幫助護(hù)理人員和護(hù)理人員在醫(yī)療環(huán)境中提供幫助的工具顯示出巨大的希望。盡管DE NIRO擁有數(shù)十個(gè)傳感器，但它對(duì)世界的認(rèn)識(shí)仍然非常有限。因此，研究人員需要在機(jī)器人準(zhǔn)備進(jìn)入真正的護(hù)理環(huán)境之前進(jìn)一步擴(kuò)展他們的研究。

“我們的目標(biāo)是通過(guò)增加DE NIRO的意識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的安全改進(jìn)，例如360度攝像機(jī)裝備或3D LIDAR的應(yīng)用，”Falck說(shuō)。“此外，我們將改進(jìn)基于點(diǎn)云的操縱技術(shù)，以提供更通用的抓取能力，并增強(qiáng)當(dāng)前相當(dāng)基本的導(dǎo)航自主功能，以便在未知環(huán)境中順利行動(dòng)。”