หุ่นยนต์และ AI ทางกายภาพ
ระบบ AI ที่สามารถรับรู้ท่าทางมือได้อย่างแม่นยำ
เพิ่ม Unite.AI ลงในแหล่งข้อมูลที่คุณต้องการบน Google
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี นаньยาง (NTU Singapore) ได้พัฒนาระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่สามารถรับรู้ท่าทางมือได้ ระบบนี้ทำงานโดยการรวมเอาเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่คล้ายกับ بشرเข้ากับวิชาการคอมพิวเตอร์
การ разработка ระบบ AI ที่สามารถรับรู้ท่าทางมือของมนุษย์ได้ดำเนินไปแล้วประมาณ 10 ปี และปัจจุบันถูกใช้ในหุ่นยนต์ศัลยกรรม อุปกรณ์ตรวจสอบสุขภาพ และในระบบเกม
ระบบ AI รับรู้ท่าทางมือในตอนแรกนั้นใช้การรับรู้ทางสายตาเท่านั้น และได้รับการปรับปรุงโดยการรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ ซึ่งเรียกว่า “การรวมข้อมูล” หนึ่งในความสามารถในการรับรู้ที่เรียกว่า “การรับรู้ทางสัมผัส” และเซ็นเซอร์ที่สวมใส่จะสามารถสร้างข้อมูลนี้ขึ้นมาใหม่ได้
ความแม่นยำในการรับรู้ท่าทางมือยังคงเป็นเรื่องที่ยากที่จะทำได้ เนื่องจากคุณภาพของข้อมูลที่มาจากเซ็นเซอร์ที่สวมใส่นั้นไม่ดี ซึ่งเกิดจากขนาดที่ใหญ่เกินไปและการสัมผัสที่ไม่ดีระหว่างผู้ใช้ รวมถึงผลกระทบของวัตถุที่บดบังและแสงสว่างที่ไม่ดี
มีความท้าทายอีกมากมายที่เกิดจากการรวมข้อมูลทางสายตาและทางสัมผัส เนื่องจากต้องประมวลผลข้อมูลที่ไม่ตรงกันแยกจากกันและรวมเข้าด้วยกันในตอนท้าย ซึ่งเป็นกระบวนการที่ไม่มีประสิทธิภาพและทำให้เวลาในการตอบสนองช้าลง
ทีมงาน NTU ได้ค้นพบวิธีการเพื่อแก้ไขปัญหเหล่านี้ โดยการสร้างระบบการรวมข้อมูลที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ ซึ่งใช้เซ็นเซอร์แรงดันที่ยืดหยุ่นและคล้ายกับ بشرที่ทำจากคาร์บอนนาโนทิวบ์ ทีมงานยังใช้ AI ในการแสดงวิธีการประมวลผลข้อมูลทางสายตาและทางสัมผัสในสมอง
ทีมงานได้รวมเอาแนวทางของเครือข่ายประสาทเทียมสามแบบเข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบ AI นี้ ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายประสาทเทียมชนิดการถ่ายทอด การกระจายและการเชื่อมต่อหลายชั้น
โดยการรวมเอาเครือข่ายประสาทเทียมทั้งสามนี้เข้าด้วยกัน ทีมงานสามารถสร้างระบบที่สามารถรับรู้ท่าทางมือของมนุษย์ได้อย่างแม่นยำมากกว่าวิธีการอื่นๆ
ศาสตราจารย์ Chen Xiaodon เป็นผู้เขียนหลักของการศึกษานี้ และเป็นจากโรงเรียนวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ NTU
“สถาปัตยกรรมการรวมข้อมูลของเรามีคุณสมบัติเฉพาะที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงระบบที่สร้างขึ้นโดยมนุษย์ที่คล้ายกับลำดับของการรวมข้อมูลทางสัมผัสและทางสายตาในสมอง เราเชื่อว่าคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สถาปัตยกรรมของเรามีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ”
Chen ยังเป็นผู้อำนวยการของศูนย์นวัตกรรมอุปกรณ์ยืดหยุ่น (iFLEX) ที่ NTU
“เมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ที่ไม่ยืดหยุ่นและไม่สามารถสัมผัสกับผู้ใช้ได้อย่างใกล้ชิดเพียงพอสำหรับการรวบรวมข้อมูลที่แม่นยำ ระบบของเรานั้นใช้เซ็นเซอร์แรงดันที่ยืดหยุ่นและสามารถสวมใส่บนผิวหนังของมนุษย์ได้อย่างสบายๆ ซึ่งช่วยให้สามารถรวบรวมสัญญาณที่มีคุณภาพสูง ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรับรู้ที่มีความแม่นยำสูง” Chen กล่าว
ผลการวิจัยจากทีมนักวิทยาศาสตร์จาก NTU Singapore และ University of Technology Sydney (UTS) ได้รับการตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนใน tạp chíวิทยาศาสตร์ Nature Electronics.
การทดสอบระบบ
ทีมงานได้ทดสอบระบบ AI ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติด้วยหุ่นยนต์ที่ควบคุมด้วยท่าทางมือ หุ่นยนต์ถูกนำไปผ่าน迷宫 และผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าระบบ AI สามารถควบคุมหุ่นยนต์ผ่าน迷宫ได้โดยไม่มีข้อผิดพลาด เมื่อเทียบกับระบบการรับรู้ทางสายตาที่ทำข้อผิดพลาด 6 ครั้งในการผ่าน迷宫เดียวกัน
การทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ดี เช่น เสียงและแสงสว่างที่ไม่ดี ระบบ AI ยังคงรักษาความแม่นยำสูงไว้ได้ โดยมีอัตราความแม่นยำในการรับรู้ถึง 96.7% ขึ้นไป
ดร. Wang Ming จากโรงเรียนวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ NTU Singapore เป็นผู้เขียนหลักของการศึกษานี้
“ความลับเบื้องหลังความแม่นยำสูงในระบบของเรานั้นอยู่ที่ความสามารถในการทำให้ข้อมูลทางสายตาและทางสัมผัสสามารถสื่อสารและเสริมกันในขั้นตอนแรกก่อนที่จะทำการประมวลผลที่ซับซ้อน” Ming กล่าว “ดังนั้น ระบบสามารถรวบรวมข้อมูลที่สอดคล้องกันโดยมีข้อมูลที่ซ้ำกันน้อยลงและความไม่ชัดเจนน้อยลง ซึ่งนำไปสู่ความแม่นยำที่ดีขึ้น”
ตามมุมมองอิสระจากศาสตราจารย์ Markus Antonietti ผู้อำนวยการ Max Planck Institute of Colloids and Interfaces ในเยอรมนี “ผลการวิจัยจากงานวิจัยนี้ทำให้เราได้ขั้นตอนหนึ่งไปสู่โลกที่ฉลาดและได้รับการสนับสนุนจากเครื่องจักรมากขึ้น เช่นเดียวกับการคิดค้นสมาร์ทโฟนที่ได้ปฏิวัติสังคม การทำงานนี้ทำให้เรามีความหวังว่าเราอาจจะสามารถควบคุมโลกที่อยู่รอบตัวเราได้อย่างแม่นยำและแม่นยำผ่านการเคลื่อนไหวมือ”
“มีการใช้งานที่ไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับเทคโนโลยีนี้ในตลาดเพื่อสนับสนุนอนาคต เช่น การควบคุมหุ่นยนต์ระยะไกลในสถานที่ทำงานอัจฉริยะไปจนถึงเครื่องช่วยเดินสำหรับผู้สูงอายุ”
ทีมงานวิจัยจะทำงานต่อไปในการพัฒนาระบบ VR และ AR ที่ใช้ระบบ AI ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ
