Робот с AR может помочь людям с ограниченными возможностями

По словам исследователей из Технологического института Джорджии, контроллеры на базе дополненной реальности могут помочь людям с сильными нарушениями моторики в управлении роботами-гуманоидами. Такие роботы способны помочь в рутинных задачах: покормить, принести нужный предмет и даже почесать, где зудит.

Веб-интерфейс отображает вид на окружение от лица робота, что позволяет взаимодействовать с миром и облегчить коммуникацию с машинами для тех людей, у которых нет опыта работы со сложными роботами. По мнению исследователей, роботы-суррогаты, выполняющие рутинные задачи могут улучшить качество жизни людей с ограниченными возможностями.

«Наши результаты показывают, что люди с серьёзными нарушениями двигательных функций могут улучшить качество своей жизни, используя роботов-суррогатов», − говорит доктор технических наук Филлип Грайс.

«Мы сделали первый шаг к тому, чтобы предоставить людям возможность просто купить подходящего робота, разместить его у себя дома и пользоваться его услугами».

Для исследований ученые использовали мобильный манипулятор PR2, изготовленный компанией Willow Garage. Робот с двумя руками и «головой» может манипулировать такими предметами, как бутылка с водой, мочалка, щетка для волос и даже электробритва.

В первом эксперименте группе из 15 участников с тяжелыми двигательными нарушениями были выданы индивидуальные PR2. Участники учились дистанционно управлять роботом. Они использовали удобное для себя вспомогательное оборудование, чтобы управлять курсором мыши для выполнения различных задач личной гигиены. 80% участников сумели заставить робота взять бутылку с водой и поднести ее ко рту манекена.

По сравнению с трудоспособными людьми, возможности роботов ограничены. Но всё же участники могли намного эффективнее выполнять задачи по сравнению с тем, что они были в состоянии делать без робота.

Во втором исследовании ученые предоставили PR2 и новые элементы управления калифорнийцу Генри Эвансу, который помогает исследовать вспомогательных роботов с 2011 года. После инсульта контроль Эванса над своим телом весьма ограничен. Он тестировал робота в своем доме в течение семи дней и выполнил все поставленные задачи. Кроме того, он даже придумал новый прием, который одновременно сочетает работу обеих рук робота, например, одна рука управляет мочалкой, а другая использует щетку.

«Система стала для меня неким освобождением, потому что она позволила мне впервые после инсульта независимо ни от кого манипулировать своим окружением», − говорит Эванс.

Исследователей приятно удивило нововведение Эванса по использованию комбинации обеих рук.

«Когда мы предоставили Генри на неделю в бесплатное пользование робота, он нашел такие новые возможности для его использования, которых мы не ожидали», − говорит Грайс.

«Это важно, потому что многие из доступных сегодня вспомогательных технологий предназначены для очень специфических целей. Генри показал, что эта система имеет мощный потенциал в сфере ассистирования и расширения возможностей пользователей».

«Самым полезным аспектом системы интерфейсов было то, что я мог управлять роботом совершенно независимо, используя лишь небольшие движения головы и чрезвычайно интуитивный графический пользовательский интерфейс», − сказал Эванс.

Интерфейс дал Эвансу возможность самостоятельно заботиться о себе в течение длительного периода времени. Камеры, интегрированные в голову робота, показывают окружение. Накладываемые на изображение активные AR элементы управления позволяют пользователям перемещать робота по помещению и управлять его манипуляторами.

Направление взгляда робота также управляется мышью. Нажатие на AR диск, окружающий руки робота, позволяет выбирать движение. Линии, следующие за курсором на интерфейсе, указывают направление движения робота по помещению. Весь интерфейс действий строится всего на одной кнопке, что позволяет людям с ограниченными возможностями использовать его без длительных тренировок.

«Наличие интерфейса, с которым могут работать люди с широким спектром физических нарушений, является универсальной формой дизайна. Это означает, что мы можем предоставить к нему доступ широкому кругу людей», − говорит Грайс.

«Ввиду своего широкого функционала это весьма сложная система. Поэтому задача состояла в том, чтобы сделать ее доступной для людей, чей контроль над своими собственными телами ограничен».

Результаты исследования продемонстрировали не только успехи, но и направление для улучшений. Существующие элементы управления работают медленно, а совершенные пользователями ошибки могут привести к значительным затруднениям. К тому же, чтобы PR2 был коммерчески жизнеспособным, Эванс считает, что необходимо снизить его стоимость и уменьшить габариты.