Pametna rukavica uči nove fizičke vještine

Istraživači iz Laboratorija za računalnu znanost i umjetnu inteligenciju (CSAIL) na američkom Institutu tehnologije u Massachusettsu MIT, razvili su pametnu rukavicu koja može uhvatiti, reproducirati i prenijeti upute temeljene na dodiru.

Kako bi nadopunili nosivi uređaj, znanstvenici su razvili i jednostavnog AI agenta za strojno učenje koji se prilagođava načinu na koji različiti korisnici reagiraju na taktilnu povratnu informaciju, optimizirajući njihovo iskustvo.

Novi sustav potencijalno bi mogao pomoći u podučavanju ljudi fizičkim vještinama, poboljšati teleoperacije robotima i pomoći u obuci u virtualnoj stvarnosti.

Kako bi izradili svoju pametnu rukavicu, istraživači su koristili digitalni stroj za vezenje kako bi neprimjetno ugradili taktilne senzore i haptičke aktuatore (uređaje koji daju povratnu informaciju temeljenu na dodiru) u tekstil.

Ova tehnologija prisutna je u nekim pametnim telefonima, gdje se dodirni odgovori pokreću dodirivanjem zaslona osjetljivog na dodir. Na primjer, ako pritisnete ikonu neke aplikacije, osjetit ćete laganu vibraciju koja dolazi iz tog određenog dijela vašeg zaslona.

Na isti način, novi prilagodljivi nosivi uređaj šalje povratne informacije različitim dijelovima vaše ruke kako bi ukazao na optimalne pokrete za izvođenje različitih vještina.

Između ostaloga pametna rukavica bi mogla naučiti korisnike kako svirati klavir. U demonstraciji je stručnjak dobio zadatak snimiti jednostavnu melodiju preko dijela tipki, koristeći pametnu rukavicu kako bi uhvatio slijed kojim su prstima pritiskali tipkovnicu. Zatim je AI agent za strojno učenje pretvorio tu sekvencu u taktilnu povratnu informaciju, koja je zatim unesena u rukavice učenika da slijedi upute. Dok su im ruke lebdjele nad tim istim dijelom, aktuatori su vibrirali na prstima koji odgovaraju tipkama ispod, uz optimizaciju uputa za svakog korisnika, uzimajući u obzir subjektivnu prirodu dodirnih interakcija.

Sustav je prilagođen kako bi odgovarao specifikacijama ruke korisnika digitalnom metodom izrade. Računalo izrađuje rukavicu na temelju mjera ruke pojedinca, a zatim stroj za vezenje ušiva senzore i dodirne elemente. U roku od 10 minuta, mekani nosivi uređaj od tkanine spreman je za nošenje. U početku obučen na 12 dodirnih odgovora korisnika, njegov prilagodljivi model strojnog učenja treba samo 15 sekundi novih korisničkih podataka za personalizaciju povratnih informacija.

U druga dva eksperimenta, taktilne upute s povratnom informacijom prenesene su na korisnike koji nose rukavice dok igraju igre na prijenosnom računalu. U ritmičkoj igri igrači su učili slijediti usku, vijugavu stazu kako bi stigli do cilja, a u igri utrke vozači su skupljali novčiće i održavali ravnotežu svog vozila na putu do cilja. Istraživači su otkrili da su sudionici dobili najbolje rezultate u igri putem optimizirane opipljivosti.

U robotskoj teleoperaciji, istraživači su otkrili da njihove rukavice mogu prenijeti osjete sile na robotske ruke, pomažući im da izvrše delikatnije zadatke hvatanja. 

Isto tako, sučelje bi moglo stvoriti impresivnija iskustva u virtualnoj stvarnosti. Nošenje pametnih rukavica dodalo bi taktilne osjećaje digitalnim okruženjima u videoigrama, gdje bi igrači mogli opipati okolinu kako bi izbjegli prepreke. Dodatno, sučelje bi pružilo više personalizirano iskustvo koje se temelji na dodiru u virtualnim tečajevima obuke koje koriste kirurzi, vatrogasci i piloti, gdje je preciznost najvažnija.

S jačom taktilnom povratnom spregom, ovakva sučelja bi se mogla primijeniti na stopala, kukove i druge dijelove tijela manje osjetljive od ruku.

Studiju objavljenu u časopisu Nature Communications možete pronaći na ovoj poveznici.