साक्षात्कार

लौरा पेट्रिच, रोबोटिक्स और मशीन लर्निंग में पीएचडी छात्र - साक्षात्कार श्रृंखला

Updated on 31 मई 2023

लौरा वर्तमान में पीएचडी कर रही है। की देखरेख में कंप्यूटिंग विज्ञान में डॉ. पैट्रिक पिलार्स्की और डॉ. मैथ्यू ई. टेलर। उन्होंने बी.एससी. प्राप्त की। 2019 में अल्बर्टा विश्वविद्यालय से कंप्यूटिंग विज्ञान में ऑनर्स और एम.एससी. 2022 में अलबर्टा विश्वविद्यालय से कंप्यूटिंग विज्ञान में। उनकी अनुसंधान रुचियों में सुदृढीकरण सीखना, मानव-रोबोट संपर्क, बायोमेक्ट्रोनिक्स और सहायक रोबोटिक्स शामिल हैं। डॉ. पियरे लेमेलिन के साथ अपने शारीरिक अध्ययन से प्रेरणा लेते हुए, लॉरा के शोध का उद्देश्य वास्तविक दुनिया में बढ़ी हुई कार्यक्षमता, प्रयोज्यता, विश्वसनीयता और सुरक्षा के लक्ष्य के साथ रोबोटिक हेरफेर के लिए नियंत्रण विधियों को विकसित करना है।

हम वार्षिक 2023 में एक साक्षात्कार के लिए बैठे ऊपरी सीमा एआई पर सम्मेलन जो एडमॉन्टन, एबी में आयोजित किया गया है और इसकी मेजबानी की गई है अमी (अलबर्टा मशीन इंटेलिजेंस इंस्टीट्यूट)।

सबसे पहले आपको कंप्यूटर विज्ञान की ओर किस चीज़ ने आकर्षित किया?

इसलिए, जब मैं स्कूल वापस आया, तो मैं वास्तव में शुरुआत में एक डॉक्टर बनना चाहता था। और काम-जीवन का संतुलन मेरे लिए वास्तव में महत्वपूर्ण है, इसलिए मैं अपने परिवार के साथ काफी समय बिता सकता हूं। और मैं हमेशा लोगों की मदद करना चाहता था, और मैंने अपने विश्वविद्यालय के पहले वर्ष में कंप्यूटर विज्ञान की कक्षा ली, और यह एक ऐसा अद्भुत उपकरण जैसा लगा जिसका उपयोग आप समस्याओं को हल करने के लिए कर सकते हैं। और मुझे समस्या समाधान से प्यार हो गया और मैंने फैसला किया कि सहायक प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में काम करने में सक्षम होने के नाते जहां मैं उस समस्या को हल करने में उपयोग कर सकता हूं और वास्तव में इस प्रक्रिया में लोगों की मदद कर सकता हूं, जहां मैं मौजूद रहना चाहता था।

आपको यह कैसे पता चला कि सहायक तकनीक में शामिल होना आपका जुनून था?

मैंने अपने स्नातक स्तर की पढ़ाई में रोबोटिक्स कक्षा ली, और यहीं पर हमने मेक्ट्रोनिक्स और रोबोटिक्स की मूल बातें सीखने के लिए लेगो माइंडस्टॉर्म किट का उपयोग किया। और यह सब एक साथ क्लिक हुआ कि इसके साथ काम करना बहुत मजेदार था, और आप प्रोग्राम लिख सकते थे और फिर तुरंत इसके परिणाम देख सकते थे। इसलिए, लोगों की मदद करने की मेरी इच्छा के साथ इन रोबोटिक्स सिस्टम के साथ काम करने के मेरे प्यार को मिलाना ही उचित है। सहायक तकनीक बिल्कुल उस स्थान में फिट बैठती है।

क्या आप हमारे दर्शकों के लिए मेक्ट्रोनिक्स को परिभाषित कर सकते हैं?

यह रोबोटिक्स क्षेत्र के अंदर किसी भी चीज़ की तरह होगा जहां आपके पास ये हार्डवेयर सिस्टम हैं, और आप पर्यावरण में बदलाव लाने के लिए उन्हें नियंत्रित कर सकते हैं।

उस तकनीक के लिए आपने किन विभिन्न उपयोग मामलों पर काम किया है?

अभी, मैं में काम कर रहा हूँ ब्लिंक लैब (बेहतर प्राकृतिक नियंत्रण के लिए बायोनिक अंग) पैट्रिक (पिलार्स्की) के साथ, और इसका मुख्य उपयोग यह है कि मैं ऊपरी अंग प्रोस्थेटिक्स पर काम कर रहा हूं। तो, हमारे पास ये स्मार्ट रोबोटिक उपकरण हैं जिन्हें आप मायोइलेक्ट्रिक सिग्नल के माध्यम से नियंत्रित कर सकते हैं, और यह मुख्य उपयोग का मामला होगा कि हम इन कृत्रिम अंगों को कैसे नियंत्रित करते हैं जो अब उपयोगकर्ता जो चाहते हैं उसे करने के लिए मानव शरीर से जुड़े हुए हैं।

आप इस पर विशेष रूप से कब से काम कर रहे हैं?

मैंने अभी जनवरी में अपनी पीएचडी शुरू की है। मैंने अल्बर्टा विश्वविद्यालय में रोबोटिक्स और कंप्यूटर विज़न समूह में मास्टर डिग्री की, जहाँ मैंने रोबोटिक हथियारों के साथ रोबोटिक हेरफेर पर काम किया।

मैं अभी प्रोस्थेटिक्स की दुनिया में कदम रख रहा हूं।

इस समय प्रौद्योगिकी को लेकर आप क्या सुरक्षा संबंधी चिंताएँ कहेंगे?

इन स्मार्ट कृत्रिम उपकरणों के साथ, हम हमेशा सुरक्षा को सबसे पहले और सबसे आगे रखते हैं। हम हमेशा सबसे पहले इसी के बारे में सोचते हैं, क्योंकि ये उपकरण इंसान से जुड़े होते हैं। इसलिए, दिन के अंत में, डिवाइस के पास अंतिम निर्णय नहीं होता है। मनुष्य सदैव पूर्ण नियंत्रण में रहता है। हम मानव को सुझाव दे सकते हैं, कह सकते हैं, "मुझे लगता है कि आप ऐसा करना चाहते हैं," लेकिन जो भी होता है उस पर अंतिम नियंत्रण हमेशा उनका होता है। इसलिए, हम हमेशा इस बारे में सोचते रहते हैं कि इन उपकरणों का उपयोग करने वाले व्यक्ति की सुरक्षा क्या है।

में पिछला साक्षात्कार, पैट्रिक इस बारे में बात कर रहे थे कि आमतौर पर मस्तिष्क को डिवाइस के अनुकूल होना सीखना पड़ता है, लेकिन इस मामले में डिवाइस मस्तिष्क के अनुकूल होने के लिए मशीन लर्निंग का उपयोग करता है। क्या आप इस पर अपने विचार बता सकते हैं?

हाँ। इसलिए, हम इन उपकरणों पर चलने के लिए निरंतर सीखने की प्रणाली बनाना चाहते हैं। तो, यह सब उपयोगकर्ता से सिग्नल मैप करने के बारे में है, जो हमारे मामले में ईएमजी सिग्नल होंगे। तो, सतह ईएमजी, आप व्यक्ति की अवशिष्ट मांसपेशियों पर इलेक्ट्रोड डालते हैं, और फिर आप उन इनपुट संकेतों के साथ क्या करते हैं? तो, हम इसे रोबोटिक गति पर मैप करना चाहते हैं, है ना? क्या आप हाथ खोलना चाहते हैं? क्या आप हाथ बंद करना चाहते हैं? सबसे पहले हमें यह तय करना होगा कि हम उस मैपिंग समस्या को कैसे हल कर रहे हैं, और यहीं मशीन लर्निंग काम आती है।

आपके पास पैटर्न पहचान प्रणालियाँ हैं, इसलिए हम अनुमान लगा सकते हैं कि विशिष्ट मांसपेशी सक्रियण के साथ क्या हो रहा है। हम चाहते हैं कि वह लगातार सीखता रहे और समय के साथ खुद को ढालता रहे। आप ऐसा सोच सकते हैं, मान लीजिए, आपकी मांसपेशियाँ अभी। यदि आप जिम जाते हैं, तो आपकी मांसपेशियों का आकार बदल जाता है। तो, क्या अब हमें एक नए मशीन लर्निंग मॉडल को पूरी तरह से प्रशिक्षित करना होगा? नहीं, हम चाहते हैं कि डिवाइस और मशीन लर्निंग घटक समय के साथ व्यक्ति के अनुकूल हो जाएं क्योंकि वे परिवर्तनों से गुजरते हैं या उनके इरादे बदलते हैं।

आपके विचार से जब तक हम इन्हें वास्तविक दुनिया में नहीं देखेंगे तब तक यह किस प्रकार की समयरेखा होगी?

मुझे आशा है कि मेरी पी.एच.डी. मेरा लक्ष्य ऊपरी अंग कृत्रिम अंग के लिए इस नियंत्रण समस्या को हल करना है।

वह अद्भुत होगा। और सहायक रोबोटिक्स के भविष्य के लिए आपका दृष्टिकोण क्या है, मान लीजिए 10-वर्ष की समयावधि या 20-वर्ष की समयावधि में?

मैं एक ऐसी दुनिया की कल्पना करता हूं जहां जो व्यक्ति अपने रोजमर्रा के जीवन में उपयोग के लिए एक कृत्रिम अंग रखना चाहेंगे, वे इसका उपयोग उस तरह से कर सकेंगे जैसे हम अपनी बाहों का उपयोग करते हैं। इसलिए, इसे विश्वसनीय बनाना, इसे सहज बनाना, इसे उपयोग में आसान बनाना, यही मैं चाहूंगा।

और क्या आप ऐसा वैयक्तिकृत भविष्य देखते हैं जहां एक छोटे व्यक्ति के पास एक छोटा कृत्रिम अंग होगा? या क्या आपको लगता है कि वे सभी एक जैसे होंगे?

नहीं, बिल्कुल. मुझे लगता है कि इस तरह की व्यक्तिगत चीज़ के लिए, आप चाहते हैं कि ये उपकरण आपके अपने शरीर के विस्तार के रूप में महसूस हों। सही? आप चाहते हैं कि यह आपका हिस्सा बने। तो, यह हमें वैयक्तिकृत और वैयक्तिकृत स्वास्थ्य देखभाल की ओर ले आता है। इन कृत्रिम अंगों को उस व्यक्ति के लिए आकार देने और अनुकूलित करने की आवश्यकता होगी जो उनका उपयोग करने जा रहा है, कम से कम मेरी राय में। यह तो हम पहले ही देख चुके हैं। अभी, जब आप, मान लीजिए, यहां एडमॉन्टन में ग्लेनरोज़ रिहैबिलिटेशन अस्पताल में जाते हैं, और आप एक नए कृत्रिम अंग के लिए फिट हो रहे हैं, तो वे आपके शेष अंग की 3डी मॉडलिंग लेते हैं, और वे आपके कृत्रिम अंग के कस्टम फिट को आपके अनुरूप बनाते हैं। . तो, हम पहले से ही ऐसा होते देख रहे हैं, और इन स्मार्ट उपकरणों के लिए, यह और भी अधिक होगा।

तो, यह संभवतः उपयोगकर्ता के लिए कस्टम 3डी प्रिंटेड होगा।

हाँ, कस्टम 3डी प्रिंटेड, कस्टम फ़िट, और फिर कस्टम वैयक्तिकृत नियंत्रण प्रणालियाँ भी।

और किसी उपयोगकर्ता को इनमें से किसी एक सिस्टम का उपयोग करना सीखने में कितना समय लगता है?

हमारा लक्ष्य यह है कि हम एक अधिक सामान्यीकृत मशीन लर्निंग मॉडल को प्रशिक्षित करने में सक्षम होंगे, और फिर इसे पांच, 10 मिनट के प्रशिक्षण सत्र के भीतर व्यक्ति के लिए व्यक्तिगत बनाने में सक्षम होंगे। यह हमारा एक लक्ष्य होगा.

एक बार जब आप यह हासिल कर लेंगे, तो आप आगे किस पर काम करना चाहेंगे?

मेरे शोध का एक बड़ा हिस्सा अल्बर्टा विश्वविद्यालय में शरीर रचना विभाग के साथ काम करना भी है, और मैं इस बात से पूरी तरह से रोमांचित हूं कि हम, मनुष्य के रूप में, अपने आसपास की दुनिया में कैसे हेरफेर करते हैं। तो, सब कुछ मानव के ऊपरी अंग से संबंधित है। तो, हमारी भुजाएँ और हमारे हाथ पूरी तरह से आकर्षक हैं। इसलिए, मैं अपने सभी प्रयासों को ऊपरी अंग कृत्रिम अंग पर केंद्रित करना चाहता हूं और इन उपकरणों को वास्तविक दुनिया में लोगों के लिए उपयोग करने योग्य बनाना चाहता हूं।

यह किस प्रकार निचले अंगों से अधिक चुनौतीपूर्ण है?

निचला अंग, गति बहुत दोहरावदार है। यदि आप हमारे वॉकिंग गेट के बारे में सोचते हैं, तो इसे हल करना एक आसान नियंत्रण समस्या है। जबकि, ऊपरी अंग के लिए, आपको 3डी स्पेस में वस्तुओं में हेरफेर करने में सक्षम होने की आवश्यकता है, आपके पास स्वतंत्रता की कई और डिग्री हैं। यदि आप इसके बारे में सोचें, यदि हम अपनी आँखें बंद कर लें और हम चारों ओर पहुँच जाएँ, तब भी हम अपने हाथों से अपने चारों ओर की दुनिया को देख सकते हैं। तो, हमारे पास ये अद्भुत संवेदी अंग हैं जिनका उपयोग हम पर्यावरण का पता लगाने के लिए कर सकते हैं। इसलिए, कृत्रिम अंगों के माध्यम से चिकित्सा समुदाय को इसे वापस देने में सक्षम होना, मुझे लगता है, एक अद्भुत बात होगी,

क्या आप साझा कर सकते हैं कि आप शारीरिक अध्ययन से कैसे प्रेरणा लेते हैं?

मैं पिछले पांच वर्षों से अल्बर्टा विश्वविद्यालय के शरीर रचना विभाग में डॉ. पियरे लेमेलिन के साथ काम कर रहा हूं। मैं उम्मीद कर रहा हूं कि मानव शरीर रचना विज्ञान के अध्ययन और यह समझने के माध्यम से कि हम पर्यावरण में वस्तुओं को कैसे हेरफेर करते हैं, हमारे तंत्रिका मार्ग क्या हैं, कौन सी मांसपेशियां सक्रिय होती हैं, हम उस ज्ञान का उपयोग न केवल सुधार करने के लिए कर सकते हैं, सबसे पहले, कृत्रिम अंगों की संरचना.

क्या कृत्रिम अंग के वास्तविक डिज़ाइन में कुछ छोटे स्थान हैं जिन्हें हम बदल सकते हैं जो यांत्रिक डिज़ाइन में एक छोटा सा बदलाव होगा, लेकिन कार्य में भारी वृद्धि देख सकते हैं? लेकिन साथ ही, अंतर्निहित नियंत्रण प्रणाली, हम इसका उपयोग कैसे करते हैं। यदि हम ठीक से समझ सकें कि कौन सी नसें सक्रिय हो रही हैं, जब हम सोच रहे हैं, "ओह, मेरा हाथ खोलो," तो क्या हम इसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए कर सकते हैं कि उपयोगकर्ता अपने कृत्रिम अंग के साथ क्या करना चाहता है, और फिर उस गति को क्रियान्वित कर सकते हैं रोबोटिक उपकरण.

अद्भुत साक्षात्कार के लिए धन्यवाद, जो पाठक अधिक जानना चाहते हैं उन्हें निम्नलिखित संसाधनों पर जाना चाहिए: