Meer dan 1 miljoen Amerikanen hebben dagelijkse fysieke hulp nodig om zich aan te kleden vanwege een blessure, ziekte en hoge leeftijd. Robots kunnen mogelijk helpen, maar stof en het menselijk lichaam zijn complex.

Om in deze behoefte te voorzien, een robot van het Georgia Institute of Technology schuift met succes ziekenhuisjassen op de armen van mensen. De machine gebruikt zijn ogen niet als hij aan de doek trekt. In plaats daarvan, het vertrouwt op de krachten die het voelt als het het kledingstuk op de hand van een persoon leidt, rond de elleboog en op de schouder.

De machine, een PR2, leerde zichzelf in één dag, door bijna 11 te analyseren, 000 gesimuleerde voorbeelden van een robot die een jurk op een menselijke arm legt. Sommige van die pogingen waren foutloos. Andere waren spectaculaire mislukkingen:de gesimuleerde robot oefende gevaarlijke krachten uit op de arm wanneer de doek zou blijven haken aan de hand of elleboog van de persoon.

Uit deze voorbeelden het neurale netwerk van de PR2 leerde de krachten te schatten die op de mens werden uitgeoefend. In zekere zin, door de simulaties kon de robot leren hoe het voelt om de mens te zijn die hulp krijgt.

"Mensen leren nieuwe vaardigheden met vallen en opstaan. We gaven de PR2 dezelfde kans, " zei Zackory Erickson, de leidende Georgia Tech Ph.D. student in het onderzoeksteam. "Duizenden proeven op een mens doen zou gevaarlijk zijn geweest, laat staan ​​onmogelijk saai. Maar in slechts één dag, simulaties gebruiken, de robot leerde wat een persoon fysiek kan voelen tijdens het aankleden."

De robot leerde ook de gevolgen van het op verschillende manieren verplaatsen van de jurk te voorspellen. Sommige bewegingen maakten de jurk strak, hard tegen het lichaam van de persoon trekken. Andere bewegingen lieten de jurk soepel langs de arm van de persoon glijden. De robot gebruikt deze voorspellingen om bewegingen te selecteren die de arm comfortabel aankleden.

Na succes in simulatie, de PR2 probeerde mensen aan te kleden. De deelnemers zaten voor de robot en keken toe hoe deze een jurk vasthield en deze op hun armen schoof. In plaats van visie, de robot gebruikte zijn tastzin om de taak uit te voeren op basis van wat hij tijdens de simulaties over krachten leerde.

"De sleutel is dat de robot altijd vooruit denkt, " zei Charlie Kemp, een universitair hoofddocent bij de Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering aan de Georgia Tech en Emory University en het leidende faculteitslid. "Het vraagt ​​zich af, 'Als ik de jurk deze kant op trek, zal het meer of minder kracht op de arm van de persoon veroorzaken? Wat zou er gebeuren als ik in plaats daarvan die kant op ga?'"

De onderzoekers varieerden de timing van de robot en lieten hem tot een vijfde van een seconde in de toekomst denken, terwijl hij strategieën bedacht voor zijn volgende zet. Minder dan dat zorgde ervoor dat de robot vaker faalde.

"Hoe meer robots over ons kunnen begrijpen, hoe meer ze ons kunnen helpen, Kemp zei. "Door de fysieke implicaties van hun acties te voorspellen, robots kunnen hulp bieden die veiliger is, comfortabeler en effectiever."

De robot legt momenteel de jurk op één arm. Het hele proces duurt ongeveer 10 seconden. Het team zegt dat het volledig aankleden van een persoon iets is dat vele stappen verwijderd is van dit werk.