Maison / Technologie / Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot

Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot

Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot  Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot abiteacquisi

Crédit: Feng et al.

Selon une enquête publiée par le US Census Bureau, environ 12,3 millions d’Américains ont besoin d’aide pour les activités de la vie quotidienne (ADL) ou les activités instrumentales de la vie quotidienne (IADL), dont l’un est l’alimentation. Les robots pourraient être d'une grande aide pour les personnes touchées par un handicap grave, leur permettant de prendre leurs repas et de s'acquitter d'autres tâches quotidiennes sans compter sur l'assistance constante d'autres êtres humains.

Dans cette optique, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Siddhartha Srinivasa à la Laboratoire de robotique personnel de l'Université de Washington essaie de développer un système d'alimentation assisté par robot capable de prélever automatiquement les aliments des assiettes et de les distribuer aux utilisateurs humains. Dans un récent article pré-publié sur arXiv, les chercheurs ont introduit un cadre d’acquisition de bouchées conçu pour calculer et obtenir des «bouchées» raisonnables d’aliments provenant d’une assiette ou d’un bol.

"En tant que laboratoire, nous sommes passionnés par le développement de robots pouvant aider les personnes dans leur vie quotidienne", a déclaré Tapomayukh Bhattacharjee, l'un des chercheurs ayant mené l'étude à TechXplore. "Grâce à ce projet, nous souhaitons développer des robots capables de nourrir les gens de manière autonome. Pour pouvoir nourrir les gens avec une grande variété de produits alimentaires, un robot doit pouvoir acquérir des produits alimentaires inédits. Dans cet article, nous nous concentrons sur le problème de acquisition de morsure d'aliments jamais vus auparavant. "

Un des principaux défis à relever lors du développement de systèmes d’alimentation assistée par robot consiste à faire en sorte que ces robots puissent collecter efficacement tous les types de nourriture qu’ils rencontrent. Cela peut être difficile à réaliser, car différents aliments ont différentes propriétés physiques et nécessitent donc différentes stratégies d’acquisition. Idéalement, un système d'alimentation assisté par robot devrait être capable de ramasser n'importe quel produit alimentaire sur une assiette, même s'il ne l'avait jamais rencontré auparavant.

Crédit: Feng et al.

Pour mieux comprendre quelles stratégies d’acquisition fonctionnent le mieux pour des types d’aliments particuliers, Bhattacharjee et ses collègues ont recueilli des données issues de 2450 essais d’acquisition de morsures de robots en utilisant 16 produits alimentaires aux propriétés variées. Lorsqu'ils ont analysé ces données, ils ont réalisé que les éléments possédant des propriétés physiques similaires présentent des taux de réussite des acquisitions similaires, ce qui facilite la généralisation d'une stratégie d'acquisition à des éléments inédits. Leurs analyses ont également permis de mieux comprendre la manière dont d’autres facteurs (environnement, aliments, angle de fourche, angle de fourche, etc.) peuvent influer sur le succès d’un robot à prendre une bouchée d’aliments dans une assiette.

Sur la base de ces observations, les chercheurs ont développé un cadre d’acquisition de morsure qui utilise deux réseaux de neurones distincts dans une structure hiérarchique. Le premier réseau, appelé RetinaNet, analyse les images en pleine plaque contenant différents types d’aliments, puis génère des cadres de sélection autour d’articles individuels. Le second réseau, SPANet, utilise ces boîtes de délimitation pour calculer la probabilité de réussite de différentes actions d’acquisition d’occlusion et l’axe des brochettes pour chaque produit alimentaire.

Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot  Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot 1 abiteacquisi

Crédit: Feng et al.

"Pour générer la probabilité de réussite, SPANet utilise également des fonctionnalités liées à l'environnement environnant d'un produit alimentaire, car nous avons constaté que l'environnement environnant affecte le choix des actions du robot ainsi que son taux de réussite", a expliqué Bhattacharjee. "Pour coder les caractéristiques de l'environnement, nous avons développé un classificateur d'environnement qui identifie les éléments dans l'un des trois environnements suivants: isolé, près du bord d'une assiette ou d'un autre élément alimentaire, ou au-dessus d'autres éléments alimentaires."

Les chercheurs ont appliqué leur cadre à une Bras robotique JACO et évalué ses performances dans une série d'expériences sur des assiettes non encombrées et encombrées contenant divers aliments. Ces tests ont donné des résultats très prometteurs, avec leur méthode permettant de généraliser avec succès les stratégies de brochettes sur des produits alimentaires jamais vus auparavant.

"Notre réseau, SPANet, pourrait réussir à généraliser les actions à des produits alimentaires inédits avec des distributions d’activités d’acquisition de morsures similaires", a déclaré Bhattacharjee. "Concrètement, cela signifie que, dans la mesure où le robot n'a pas encore vu de nouveau produit alimentaire, notre réseau devrait être en mesure de déterminer comment le récupérer efficacement à partir d'une assiette / d'un bol si le nouveau produit alimentaire peut être acquis par des actions similaires."

Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot  Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot 2 abiteacquisi

Crédit: Feng et al.

À l'avenir, le cadre d'acquisition des morsures mis au point par Bhattacharjee et ses collègues pourrait faciliter la mise au point de systèmes d'alimentation assistée par robot plus efficaces. Dans le même temps, les chercheurs prévoient d'étendre les actions d'acquisition de morsures de leur approche, car cela permettrait aux robots alimentés par leur framework de récupérer une variété encore plus large d'aliments, y compris des articles tels que le riz et la purée de pomme de terre.

"Nous sommes également intéressés à explorer des moyens d’acquérir des aliments éléments qui nécessitent des actions très différentes pour les ramasser par rapport à ce que le robot a déjà vu ", a déclaré Bhattacharjee.


Comment entraîner votre robot (pour vous nourrir au dîner)


Plus d'information:
Ryan Feng et al. Alimentation robotisée: généralisation des stratégies de brochettes sur des aliments dans une assiette réaliste. arXiv: 1906.02350 (cs.RO). arxiv.org/abs/1906.02350

© 2019 Science X Network

Citation:
                                                 Un cadre d'acquisition des morsures pour les systèmes d'alimentation assistée par robot (28 juin 2019)
                                                 récupéré le 28 juin 2019
                                                 de https://techxplore.com/news/2019-06-acquisition-framework-robot-assisted.html

Ce document est soumis au droit d'auteur. Mis à part toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucun
                                            partie peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.

Source

A propos newstrotteur-fr

Découvrez également

Stephen Graham rejoint le casting de VENOM 2 – Newstrotteur stephen graham joins the cast of venom 2 social 310x165

Stephen Graham rejoint le casting de VENOM 2 – Newstrotteur

Stephen Graham (Arracher, Gangs of New York, Boardwalk Empire, The Irishman) a rejoint le casting …

Laisser un commentaire