Ongeveer een miljoen Amerikanen met verwondingen of leeftijdsgerelateerde handicaps hebben iemand nodig om hen te helpen eten. Nu hebben door het NIBIB gefinancierde ingenieurs een robot de strategieën geleerd die nodig zijn om voedsel met een vork op te pakken en het voorzichtig in de mond van een persoon te brengen.

Siddhartha Srinivasa, doctoraat, de Boeing bijzonder hoogleraar aan de School of Computer Science and Engineering aan de Universiteit van Washington, staat bekend als een gepassioneerd roboticus die complete robotsystemen bouwt die perceptie, planning, en controle om praktische functies in de echte wereld uit te voeren. Momenteel, Srinivasa en zijn team hebben zich tot het helpen van de miljoen of zo individuen in de VS gewend die iemand nodig hebben om hen te helpen eten.

Hun ontwikkeling van een robot genaamd ADA, die verwijst naar zijn Assistive Dexterous Arm, staat in het aprilnummer van IEEE Robotica en automatiseringsbrieven .

zegt Grace Peng, doctoraat, directeur van het NIBIB-programma in Mathematical Modeling, Simulatie, en analyse, "We hebben het uitstekende werk van deze groep ondersteund bij het ontwikkelen van systemen voor rolstoelbesturing op basis van inzicht in de bedoelingen van de gebruiker. Dit huidige artikel geeft een uitstekend beeld van de parameters die vanuit een technisch oogpunt moeten worden overwogen om een ​​voerrobot te ontwikkelen."

Al vroeg in het ontwerp van ADA realiseerden de ingenieurs zich dat ze helemaal opnieuw moesten beginnen. In dit geval was ground zero stukjes voedsel op een vork spiesen. Ze begonnen met kijken, meten, en catalogiseren hoe mensen het doen. Niet geheel verrassend voor opgeleide ingenieurs, verschillende spiesstrategieën werden gebruikt op basis van de grootte, vorm, stijfheid, plooibaarheid, en andere fysieke eigenschappen van voedingsmiddelen met aardbeien, stukjes banaan, meloen blokjes, reepjes bleekselderij, en babywortelen.

Het team gebruikte de verzamelde gegevens over de strategieën die mensen gebruiken om verschillende soorten voedsel te eten om ADA te programmeren om elk item op een bord nauwkeurig te identificeren. en voer vervolgens de optimale bewegingen uit die resulteren in het succesvol spiesen van elk item en het afleveren aan de mond van de ontvanger. Bijvoorbeeld, in tegenstelling tot een aardbei, wat steviger is, de zachtheid van een stuk banaan vereiste een schuine spies om te voorkomen dat het stuk gewoon van de vork afglijdt.

Voor reepjes bleekselderij was een specifieke aanpak nodig, zowel voor het spiesen als voor het op de juiste manier naar de mond brengen van het voedsel. De robot leerde de vork in het ene uiteinde van de strip te steken, en til het stuk dan op en draai het zodat het andere uiteinde van de selderij, vrij van de scherpe tanden van de vork, werd netjes gepresenteerd aan de ontvanger.

Het werk van de groep is erop gericht mensen die niet in staat zijn essentiële taken uit te voeren, zelfstandiger te laten leven. Zegt Srinivasa, "We denken dat onze technologieën degenen die afhankelijk zijn van een verzorger kunnen helpen om hen elke dag te voeden om wat onafhankelijkheid en controle over hun leven terug te krijgen."

Naast dat belangrijke doel, Srinivasa wijst erop dat ADA ook een hulp kan zijn voor vaak overbelaste zorgverleners, WHO, in dit geval zou het voedsel en de robot kunnen worden opgezet en vervolgens andere taken kunnen worden uitgevoerd of kunnen worden gefocust op het socialiseren met de klanten. "Op deze manier zien we ADA als een win-winsituatie voor zorgverleners en hun cliënten die uiteindelijk de ervaring voor alle betrokkenen zal verbeteren, vooral naarmate de bevolking van het land vergrijst en de noodzaak om strategieën voor hun zorg te optimaliseren toeneemt."

Voorafgaand aan de publicatie van de resultaten van het onderzoeksteam in april, de ontwikkeling van ADA won de Best Demo Award op de Neural Information Processing Systems-bijeenkomst in december 2018, en de Best Tech Paper Award op de gezamenlijke Association for Computing Machinery / Institute of Electrical and Electronics Engineers International Conference on Human Robot Interaction in maart 2019.