Фото: viterbischool.usc.edu

Фахівці USC Viterbi School (технічна школа Вітербо при Університеті Південної Каліфорнії) розробили унікальний пристрій, що не має аналогів в світі і в черговий раз довели незамінність використання ШІ у протезуванні. Це роботизована кінцівка із штучними сухожиллями, керована штучним інтелектом. Робо-нога може підніматися і продовжувати рух за маршрутом без попереднього програмування навіть після зіткнення з перешкодою. Подібний вид активності ніколи раніше не був доступний роботам, які заздалегідь не були навчені конкретному маршруту транспортування. На сьогоднішній день це перший у світі винахід, здатний стати новою віхою в створенні принципово нових «розумних» протезів і інтелектуальних екзокостюмів для людей з інвалідністю.

У дикій природі правлять суворі закони виживання: наприклад, новонароджений жираф або антилопа гну повинні вже у перші хвилини після народження встати на ноги, щоб навчитися ходити і потім бігати, і не стати жертвою хижаків. Тому багато видів тварин в процесі еволюції виробили унікальні способи набуття рівноваги і швидкого освоєння навичок ходьби. Спільна розробка фахівців з біоінженерії, кінезіотерапії та фізіотерапії Технічної школи Вітербо – роботизована нога – управляється алгоритмами штучного інтелекту (так званими біо-алгоритмами). Кінцівка «вивчає» новий спосіб пересування всього за 5 хвилин. Навчання ШІ відбувається в ігровій формі, і дозволяє машині адаптуватися до нових завдань без додаткового програмування.

Сучасні роботи потребують місяців або років навчання для якісної взаємодії із зовнішнім світом, але вчені мають намір домогтися прискорення процесу навчання, за аналогією з тим, як це відбувається у живій природі. Вони пояснюють: зараз процес навчання робо-кінцівки схожий на природне навчання ходьбі у дітей, які тільки встали на ноги. Метод навчання отримав умовну назву «моторна балаканина» (motor babbling). Під час здійснення випадкових коливань робот вибудовує внутрішню карту і шукає способи взаємодії з навколишнім середовищем. Особливість конструкції в тому, що вона не запрограмована з самого спочатку на вчинення певних рухів – процес навчання відбувається «прямо зараз», тому що всі попередньо запрограмовані роботи рано чи пізно роблять помилку і не можуть відкоригувати свою поведінку, бо не навчені цьому.

Робот, який вчиться на власному досвіді – унікальний. В кінцевому підсумку після спроб і помилок він знайде вірне рішення, яке можна адаптувати до існуючих умов. Всі лабораторні прототипи USC Viterbi School розробляють власну модель руху (ходу), відповідно до їх ваги, розмірів та інших параметрів. Зараз у біоінженерії є «ледачий робот», «чемпіон», «бродяга» та інші машини з індивідуальною манерою пересування.

Відкриття було описано в журналі «Nature Machine Intelligence» (березень, 2019) і стало новим етапом у розумінні біомеханіки руху, а також надією на активне життя для людей з інвалідністю. За словами розробників, прототип можливо використовувати в якості основи для гнучких протезів і створення роботів, які зможуть взаємодіяти зі складним змінюваним середовищем, наприклад, з космосом. Подібні конструкції швидко адаптуються до високої або низької гравітації, піску, каменів, слизькій поверхні. У майбутньому не виключено застосування подібних роботів при пошуково-рятувальних операціях або у надзвичайних ситуаціях.

 

Читайте також:

Фахівці MTI розробили систему TurboTrack для фокусування роботів на рухомих об’єктах

Університет Ньюкасла створив біонічний протез руки, який “бачить” об’єкти, що знаходяться перед людиною

Коментарi