Robot nalewa wodę do szklanki

fot. pixabay

Praca z wodą stanowi trudne wyzwanie dla robotów, ponieważ jest z natury przezroczysta. Roboty już wcześniej nauczyły się ją nalewać, ale służące temu techniki, takie jak podgrzewanie i używanie do jej detekcji kamery termowizyjnej lub umieszczanie szkła przed tłem szachownicy nie są dostosowane do realiów życia codziennego.

Łatwiej dostępne rozwiązanie mogłoby potencjalnie umożliwić robotom gastronomicznym uzupełnianie szklanek, robotom pracującym w przemyśle farmaceutycznym odmierzanie i mieszanie leków, natomiast maszynom wykorzystywanym w ogrodnictwie nawadnianie roślin. Naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję i zaawansowane metody translacji obrazów, aby rozwiązać ten problem.

Algorytmy tłumaczenia obrazów wykorzystują ich kolekcje do trenowania sztucznej inteligencji w celu konwertowania z jednego stylu na inny. W tym badaniu zespół zastosował metodę zwaną uczeniem kontrastowym CUT dla niesparowanego tłumaczenia obrazu na obraz.

- Potrzebna jest jakaś metoda, aby wytłumaczyć algorytmowi, jakie są prawidłowe i złe wyniki podczas fazy szkoleniowej - powiedział David Held, adiunkt w Instytucie Robotyki na Uniwersytecie Carnegie Mellon - Oznaczanie danych może być jednak czasochłonnym procesem, zwłaszcza w przypadku uczenia robota nalewania wody, gdzie człowiek może zostać zmuszony do oznaczania nawet pojedynczych kropel. Możemy za to wytrenować model w taki sposób, aby przetłumaczył obraz kolorowej cieczy na obraz przezroczystej cieczy. 

Przezroczysta ciecz, taka jak woda jest trudna do identyfikacji przez robota, ponieważ sposób, w jaki odbija, załamuje i pochłania światło różni się w zależności od znajdującego się za nią tła. Aby nauczyć komputer, jak widzieć różne tła przez szklankę wody, zespół odtwarzał filmy z YouTube za przezroczystą szklanką pełną wody. Takie szkolenie systemu pozwoli docelowo robotowi nalewać wodę w rzeczywistym świecie - niezależnie od tego, gdzie się znajduje. Warto dodać, że często nawet ludziom trudno jest precyzyjnie określić granicę między wodą a powietrzem.

Dzięki nowej metodzie robot był w stanie nalewać wodę, aż ta osiągnęła określoną wysokość w szklance. Następnie eksperyment został powtórzony z pojemnikami o różnych kształtach i rozmiarach. Według naukowców wciąż istnieje przestrzeń na dalsze badania, np. nad odpornością na różne warunki oświetleniowe, przelewaniem z jednego pojemnika do drugiego lub szacowaniem jej objętości.

Naukowcy zaprezentowali swoje prace podczas IEEE International Conference on Robotics and Automation w maju tego roku. Były one finansowane przez LG Electronics oraz National Science Foundation.

(rr)