مقابلات
لورا بيتريش، طالبة دكتوراه في الروبوتات والتعلم الآلي – سلسلة المقابلات
أضف Unite.AI إلى مصادرك المفضلة على Google
لورا حاليًا تتبع درجة الدكتوراه في علوم الحاسوب تحت إشراف د. باتريك بيلارски و د. ماثيو تيلور. حصلت على درجة البكالوريوس مع مرتبة الشرف في علوم الحاسوب من جامعة ألبرتا في عام 2019 ودرجة الماجستير في علوم الحاسوب من جامعة ألبرتا في عام 2022. تشمل اهتماماتها البحثية التعلم التعزيزي والتفاعل بين الإنسان والروبوت والبيوميكات والروبوتات المساعدة. مستوحاة من دراساتها التشريحية مع د. بيير ليميلين، تهدف أبحاث لورا إلى تطوير طرق التحكم في المعالجة الروبوتية بهدف زيادة الوظائفية والقابلية للاستخدام والموثوقية والسلامة في العالم الحقيقي.
جلسنا معًا لمقابلة في مؤتمر أوبر باوند السنوي لعام 2023 حول الذكاء الاصطناعي الذي عقد في إدمونتون، ألبيرتا، واستضافه أماي (معهد ألبرتا للمachine Intelligence).
ما الذي جذبك في البداية إلى علوم الحاسوب؟
عندما عدت إلى المدرسة، كنت أريد أن أكون طبيبة في البداية. والتوازن بين العمل والحياة مهم جدًا بالنسبة لي، لذلك كنت أستطيع قضاء الكثير من الوقت مع عائلتي. ولدي رغبة دائمة في مساعدة الناس، ونتجت عن ذلك دراستي لعلوم الحاسوب في السنة الأولى من الجامعة، وأحبت حل المشكلات، و quyếtمت أن أكون في مجال تكنولوجيا المساعدة حيث يمكنني استخدام حل المشكلات لمساعدة الناس.
كيف اكتشفت أن تكنولوجيا المساعدة هي شغفك؟
درست روبوتات في مرحلة البكالوريوس، وكنا نستخدم مجموعات ليغو مايندستورم لتعلم أساسيات الميكاترونيكس والروبوتات. وبدا لي ذلك ممتعًا، حيث يمكنك كتابة البرامج ومراقبة النتائج على الفور. لذلك، كان من المنطقي أن أدمج حبي للعمل مع أنظمة الروبوتات مع رغبتي في مساعدة الناس. تكنولوجيا المساعدة تتناسب تمامًا مع هذا الفضاء.
يمكنك تعريف الميكاترونيكس لجمهورنا؟
الميكاترونيكس هو أي شيء داخل مجال الروبوتات حيث يكون لديك أنظمة أجهزة، ويمكنك التحكم فيها لتحقيق تغيير في البيئة.
ما هي بعض الحالات التي عملت عليها لتكنولوجيا الروبوتات؟
أنا أعمل حاليًا في مختبر BLINC Lab (أطراف بIONIC لتحسين التحكم الطبيعي) مع باتريك (بيلارски)، والحالة الرئيسية هي أنني أعمل على البروستات العلوية. لدينا أجهزة روبوتية ذكية يمكن التحكم فيها من خلال الإشارات المايوإلكترونية، والهدف الرئيسي هو كيفية التحكم في هذه الأطراف البروستاتية المتصلة بالجسم البشري لتنفيذ ما يريده المستخدم.
كم من الوقت عملت على هذا بالتحديد؟
بدأت الدكتوراه في يناير. قمت بدراسة الماجستير في مجموعة الروبوتات والرؤية الحاسوبية في جامعة ألبرتا، حيث عملت على المعالجة الروبوتية بالأذرع الروبوتية.
أنا مجرد بداية في عالم البروستات.
ما هي بعض القضايا المتعلقة بالسلامة التي تريها مع هذه التكنولوجيا في الوقت الحالي؟
مع هذه الأجهزة البروستاتية الذكية، نحافظ دائمًا على السلامة في المقام الأول. هذا ما نفكر فيه دائمًا، لأن هذه الأجهزة متصلة بالجسم البشري. لذلك، في النهاية، لا يملك الجهاز الكلمة النهائية. الإنسان دائمًا تحت السيطرة الكاملة. يمكننا تقديم اقتراحات للمستخدم، نقول “نعتقد أنك تريد القيام بذلك”، لكنهم دائمًا يملكون السيطرة النهائية على ما يحدث. نحن دائمًا نفكر فيما يخص سلامة الفرد الذي سوف يستخدم هذه الأجهزة.
في مقابلة سابقة، كان باتريك يتحدث عن كيفية تعلم الدماغ التكيف مع الجهاز، ولكن في هذه الحالة، يستخدم الجهاز التعلم الآلي للتكيف مع الدماغ. يمكنك مناقشة وجهة نظرك حول هذا؟
نعم، نحن نريد بناء أنظمة تعلم مستمرة للتشغيل على هذه الأجهزة. هذا يتعلق بتعيين الإشارات من المستخدم، والتي في حالتنا ستكون إشارات EMG. نحن نريد تعيينها إلى حركة روبوتية، هل تريد فتح اليد أو إغلاقها؟ أولاً، نحن بحاجة إلى تحديد كيفية حل مشكلة التعيين هذه، وهنا يأتي دور التعلم الآلي.
لدينا أنظمة التعرف على الأنماط، يمكننا توقع ما يحدث مع تنشيط العضلات المحدد. نحن نريد أن يتعلم الجهاز وتكيف مع مرور الوقت. يمكنك أن تفكر في ذلك، إذا كنت ذاهبًا إلى الجيم، يتغير شكل عضلاتك. هل نحتاج إلى تدريب نموذج تعلم آلي جديد؟ لا، نحن نريد أن يتكيف الجهاز ومكونات التعلم الآلي مع الشخص بمرور الوقت مع التغييرات أو تغييرات نيته.
ما هو الجدول الزمني الذي تتوقعه حتى نرى هذه التكنولوجيا في العالم الحقيقي؟
آمل أن يكون ذلك خلال فترة الدكتوراه. هذا هو هدفي، وهو حل مشكلة التحكم في البروستات العلوية.
ذلك سيكون رائعًا. وما رؤيتك للمستقبل للروبوتات المساعدة، في مدة 10 أو 20 سنة؟
أتخيل عالمًا حيث يمكن للأفراد الذين يرغبون في الحصول على ذراع بروستاتي لاستخدامه في حياتهم اليومية أن يستخدموه بطريقة نستخدم بها أذرعنا. لجعلها موثوقة، سهلة الاستخدام، ذلك ما أتمناه.
هل ترى مستقبلًا شخصيًا حيث سيكون للشخص الصغير ذراع بروستاتي أصغر؟ أو سيكونون جميعًا متساوين؟
لا، بالتأكيد. أعتقد أن هذه الأجهزة يجب أن تشعر وكأنها امتداد للجسم الخاص بك. تريد أن تكون جزءًا منك. هذا يأتي إلى الرعاية الصحية الشخصية والفردية. هذه الأطراف البروستاتية ستحتاج إلى أن تكون مصممة ومعدلة وفقًا للفرد الذي سوف يستخدمها، على الأقل في رأيي. نحن نرى ذلك بالفعل، حاليًا، عندما تذهب إلى مستشفى إعادة التأهيل جلينروس في إدمونتون وتحصل على بروستات جديدة، يأخذون نماذج ثلاثية الأبعاد من عضلاتك المتبقية ويصممون بروستاتك بشكل مخصص لك. سنرى ذلك أيضًا مع هذه الأجهزة الذكية، وسيكون أكثر من ذلك.
سيكون ذلك طباعة ثلاثية الأبعاد مخصصة للمستخدم، على الأرجح.
نعم، طباعة ثلاثية الأبعاد مخصصة، وتناسب مخصص، ونظم تحكم مخصصة أيضًا.
كم من الوقت يستغرق من المستخدم لتعلم استخدام أحد هذه الأنظمة؟
هدفنا هو أن نكون قادرين على تدريب نموذج تعلم آلي أكثر تعميمًا، ثم تخصيصه للشخص في جلسة تدريب مدتها 5 إلى 10 دقائق. ذلك سيكون هدفنا.
ماذا تريد العمل عليه بعد تحقيق ذلك؟
جزء كبير من أبحاثي هو أيضًا العمل مع قسم التشريح في جامعة ألبرتا، وأنا مفتون بكيفية تعاملنا مع العالم من حولنا. كل شيء يتعلق بالذراع العلوية البشرية، أذرعنا وأيدينا، ممتع جدًا. أريد أن أركز جميع جهودي على بروستات الذراع العلوية وجعل هذه الأجهزة قابلة للاستخدام للناس في العالم الحقيقي.
بماذا يختلف ذلك عن الساقين السفلى؟
الساق السفلى، الحركة متكررة. إذا فكرت في مشيةنا، فهو مشكلة تحكم أسهل حلًا. في حين أن الذراع العلوية، تحتاج إلى التلاعب بالمواد في الفضاء ثلاثي الأبعاد، لديك درجات حرية أكثر. إذا فكرت في ذلك، إذا أغلقنا أعيننا ومددنا أيدينا، يمكننا هنوز رؤية العالم من حولنا من خلال أيدينا. لذلك، من أجل إعطاء ذلك مرة أخرى للمجتمع الطبي من خلال بروستات، أعتقد أن ذلك سيكون رائعًا.
يمكنك مشاركة كيف تستلهم الإلهام من الدراسات التشريحية؟
لقد عملت مع د. بيير ليميلين في قسم التشريح بجامعة ألبرتا لمدة خمس سنوات الآن. آمل أن من خلال دراسة التشريح البشري وفهم كيفية تعاملنا مع المواد في البيئة، ما هي مسارات الأعصاب، أي عضلات يتم تنشيطها، يمكننا استخدام هذه المعرفة لتحسين هيكل بروستات الروبوتات.
هل هناك أماكن صغيرة في التصميم الفعلي للبروستات التي يمكننا تغييرها لزيادة الوظائفية؟ ولكن أيضًا أنظمة التحكم الأساسية، كيف نستخدمها. إذا كنا نفهم أي الأعصاب يتم تنشيطها عندما نفكر “افتح يدي”، يمكننا استخدام ذلك لتنبؤ بما يريد المستخدم القيام به ببروستاته وتنفيذ ذلك الحركة في الجهاز الروبوتي.
شكرًا على المقابلة الرائعة، القراء الذين يرغبون في معرفة المزيد يمكنهم زيارة الموارد التالية:
- د. باتريك بيلارски – مقابلة Unite.AI
- مختبر BLINC (أطراف بIONIC لتحسين التحكم الطبيعي)
- مؤتمر Upper Bound AI.
- معهد ألبرتا للمachine Intelligence
