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2024-03-11 15:29:09

新型穿衣机器人可以模仿护理人员的动作

导读 科学家们开发了一种新型机器人,可以模仿护理人员在给个人穿衣服时的双手动作。到目前为止,旨在帮助老年人或残疾人穿衣的辅助穿衣机器人是...

科学家们开发了一种新型机器人,可以“模仿”护理人员在给个人穿衣服时的双手动作。

到目前为止,旨在帮助老年人或残疾人穿衣的辅助穿衣机器人是在实验室中作为单臂机器制造的,但研究表明,这可能会让护理人员或残疾人感到不舒服。不切实际的。

为了解决这个问题,约克大学安全自主研究所的机器人研究员朱继红博士提出了一种双臂辅助穿衣方案,该方案在之前的研究中没有尝试过,但受到护理人员的启发,他们已经证明了具体的动作需要减少其护理人员的不适和痛苦。

人们认为,这项技术在社会护理系统中可能具有重要意义,可以让护理人员花更少的时间在实际任务上,而将更多的时间花在个人的健康和心理福祉上。

朱博士通过让机器人观察和学习人类动作,收集了有关护理人员在穿衣练习中如何移动的重要信息,然后通过人工智能生成一个模仿人类助手如何完成任务的模型。

这使得研究人员能够收集到足够的数据来说明穿衣需要两只手而不是一只手,以及有关手臂形成的角度的信息,以及需要人类干预、停止或改变某些动作的信息。

约克大学安全自主研究所和物理、工程与技术学院的朱博士说:“我们知道,穿衣服等实际任务可以由机器人完成,从而使护理人员能够解放出来更多地专注于提供陪伴并观察所照顾的个人的总体健康状况。它已经在实验室中进行了测试,但为了使其在实验室外发挥作用,我们确实需要了解护理人员如何实时完成这项任务。

“我们采用了一种称为从演示中学习的方法,这意味着不需要专家来对机器人进行编程,人类只需要演示机器人所需的动作,机器人就会学习该动作。显然,对于护理人员来说,需要两只手臂才能正确满足不同能力的个人的需求。

例如,一只手握住个人的手,引导他们舒适地穿过衬衫的手臂,同时另一只手将衣服向上、周围或翻过来移动。在目前的单臂机器方案中,患者需要做太多的工作才能让机器人帮助他们,将他们的手臂举到空中或以他们可能无法做到的方式弯曲。”

该团队还能够构建算法,使机械臂的运动足够灵活,使其能够执行拉动和举起动作,但也可以通过人手的轻柔触摸来阻止其做出动作,或者通过人手的引导来阻止其做出动作。人手向左或向右、向上或向下移动手的动作,而机器人没有抵抗。

朱博士说:“人体建模确实有助于高效、安全的人机交互,但重要的是不仅要确保它执行任务,而且如果个人愿意,可以在行动中停止或改变它。信任是这个过程的重要组成部分,这项研究的下一步是测试机器人的安全限制以及它是否会被最需要它的人接受。”

这项研究是与代尔夫特理工大学和本田欧洲研究所的研究人员合作进行的,由本田欧洲研究所资助,并发表在《IEEE Transactions on Robotics》杂志上。