הרובוט שיזהה כוונות – הקרן הלאומית למדע

מערכת לבישה מאפשרת לזרוע רובוטית לזהות את כוונת המשתמש, בעיקר בהתבסס על תנועות ידיו, ולסייע לו בהתאם לצרכיו

רובוטים נעים ומגיבים בהתבסס על מידע שמגיע אליהם מחיישנים. כדי לבצע פעולות באופן מיטבי, עליהם לעבד את המידע, לנוע באופן עצמאי  ולהימנע מהתנגשות באובייקטים סביבם. כדי להגיע ליכולות האלה, הרובוטיקה נשענת על כמה תחומים ובהם הנדסה מכנית, הנדסת מכונות, הנדסת אלקטרוניקה, מדעי המחשב, תכנות והנדסת תוכנה.

ד”ר אבישי סינטוב מנהל את המעבדה לרובוטיקה בבית הספר להנדסה מכנית באוניברסיטת תל אביב. הוא וצוותו מתכננים ובונים רובוטים וזרועות רובוטיות שמטרתם לסייע למשתמש. הם מתבססים על אלגוריתמיקה, אינטליגנציה מלאכותית, מצלמות וחיישנים. “כיום, העלות של בניית רובוטים יכולה להגיע לעשרות אלפי דולרים בשל החומרה והתכנון המורכב שלהם. לכן המטרה שלנו היא לבנות רובוטים זולים ונגישים, שיוכלו לסייע לבני אדם בהתאם לצרכיהם. לדוגמה, רובוטים שמסייעים בפעולות הבית, רובוטים שמסייעים בניתוחים (כמעין אח או אחות בחדר ניתוח), או במרפאת שיניים (כמעין  סייעת), זרוע רובוטית שמחוברת לכיסא גלגלים, וזרוע להרמת משאות כבדים, וכן זרוע שמבצעת הרכבה או פעולות מסוכנות במפעלים. כיום, סביבת העבודה בנויה ומותאמת רק לבני אדם, ויידרש  זמן רב להתאים אותה לרובוטים שיוכלו לעבוד באופן עצמאי ולהחליף אותנו. לכן, בשלב זה אנחנו שואפים לבנות רובוטים שיהיו לנו לעזר בלבד”, אומר ד”ר סינטוב.

במחקרם האחרון, שזכה במענק מהקרן הלאומית למדע, בנו ד”ר סינטוב וצוותו שרוול שמולבש על זרוע המשתמש, אשר מקושר למחשב שמתקשר עם זרוע רובוטית. השרוול מסייע לזרוע הרובוטית לזהות את כוונת המשתמש, בעיקר בהתבסס על תנועות ידיו, וכך היא עוזרת לו בהתאם לצרכיו; החיישנים בשרוול (חיישני כוח שמוצמדים לעור האמה) מקבלים מידע על תנועת הזרוע של המשתמש, שרירי האמה והאצבעות שלו וכך על פעולותיו.

המידע עובר מהחיישנים למחשב והוא מעבד ומתרגם אותו לפעולות הנדרשות באמצעות אלגוריתמים שמתבססים על בינה מלאכותית ולמידת מכונה, אשר מאפשרים למחשב ללמוד מתוך דוגמאות והתנסויות קודמות וכך לבצע מגוון משימות חישוביות. כך למשל, מטמיעים בו מידע רב על תנועות ואחיזות חפצים ומלמדים אותו לתרגם ולפענח אותן. לאחר מכן המידע המעובד עובר מהמחשב לזרוע הרובוטית באמצעות אלגוריתמים. כך היא מזהה את כוונת המשתמש ומסייעת לו בהתאם לצרכיו.

ד”ר סינטוב: “מטרתנו לאפשר לרובוטים לבחון פעולות של משתמשים באמצעות חישה, להבין מה הם עושים, ולשתף עמם פעולה באופן טבעי, כמו שבני אדם עוזרים אחד לשני. רופאים, רופאות, אחים ואחיות, למשל,  יכולים לעבוד יחדיו ולסייע אלה לאלה רק על פי ראיית תנועות ת הידיים של חברי הצוות הרפואי, בלי לדבר ביניהם”.

ניסויים שערכו החוקרים במסגרת המחקר הראו שהזרוע הרובוטית הצליחה לבצע מגוון פעולות סיוע. כך למשל, כאשר משתמש הרים פטיש, הזרוע נטלה מסמר מקופסת מסמרים שהונחה ליד והביאה לו. כאשר החזיק מברג, הזרוע הושיטה לו ברגים. וכשהרים כוס, הזרוע מזגה לתוכה מים מקנקן.

אומר ד”ר סינטוב: “יצרנו מערכת לבישה, חיישנית וזולה (החיישנים עולים דולר אחד בעלי אקספרס), אשר מתקשרת עם הזרוע הרובוטית ויכולה להתאים לכל משתמש. ניסינו אותה על כמה אנשים והיא עבדה יפה ומדויק; ההתאמה בין אחיזת הזרוע הרובוטית לחפצים עמדה על 97%. כלומר ברוב המקרים היא זיהתה מהי האחיזה הנחוצה מתוך מגוון האחיזות שלימדנו אותה”.

כיום בוחנים החוקרים את הטכנולוגיה הזאת בסימולציות שמדמות שליטה ברובוטים מרחוק, כך שיוכלו לסייע במצבים שמסכנים בני אדם (למשל בטיפול בחולה בבידוד). “מטרתנו העיקרית היא ללמד את הרובוט לזהות את כוונת המשתמש בדרך  טבעית, זולה ופשוטה, שכן כיום זו אחת הבעיות הקשות בתחום שיתוף הפעולה של רובוטים. ייתכן שהמודל שפיתחנו – קבלת מידע משרירים ופענוח התנועות באמצעות חיישנים ואלגוריתמים – יסייע לפתרונה”, מסכם ד”ר סינטוב.

החיים עצמם:

ד”ר אבישי סינטוב, 40, נשוי + שתי בנות (9 ושנה וחצי), מתגורר במושב נחלה. בזמנו הפנוי אוהב לבלות עם בנותיו.