Laura Petrich, Robotik ve Makine Öğrenimi Doktora Öğrencisi – Röportaj Serisi

Laura şu anda Dr. Patrick Pilarski ve Dr. Matthew E. Taylor’ın gözetiminde Bilgisayar Bilimi alanında doktora yapıyor. 2019 yılında Alberta Üniversitesi’nden Bilgisayar Bilimi alanında lisans derecesi ve 2022 yılında aynı üniversiteden Bilgisayar Bilimi alanında yüksek lisans derecesi aldı. Araştırma ilgi alanları pekiştirme öğrenimi, insan-robot etkileşimi, biyomekatronik ve yardımcı robotik dahil. Dr. Pierre Lemelin ile anatomi çalışmalarından esinlenen Laura’nın araştırması, artan işlevsellik, kullanılabilirlik, güvenilirlik ve gerçek dünya güvenliği hedefiyle robotik manipülasyon için kontrol yöntemleri geliştirmeyi amaçlıyor.

2023 Upper Bound konferansında, Edmonton, AB’de Amii (Alberta Makine Zekası Enstitüsü) tarafından düzenlenen ve AI konferansında bir röportaj için birlikte oturduk.

Siz bilgisayar bilimine ilk olarak neler çekti?

Okula döndüğümde aslında bir doktor olmak istiyordum. İş ve yaşam dengesi benim için çok önemli, bu nedenle ailemle çok zaman geçirebilmeliydim. İnsanlara yardım etmek istiyordum ve üniversitenin ilk yılında bilgisayar bilimi dersi aldım ve bu, sorunları çözmek için harika bir araç gibi geldi. Problemleri çözmeye aşık oldum ve yardımcı teknoloji alanında çalışabileceğimi, bu şekilde problem çözerken insanlara yardım edebileceğimi fark ettim.

Nasıl yardımcı teknolojiye ilgi duymaya başladınız?

Lisans eğitimim sırasında bir robotik dersi aldım ve Lego Mindstorm kitlerini kullanarak mekatronik ve robotik temelini öğrendik. Bu çok eğlenceli geldi ve hemen sonuçlarını görebiliyordum. Bu nedenle, robotik sistemlerle çalışmaktan hoşlandığım ve insanların yardımına ihtiyacının olduğu alanı birleştirmek istedim. Yardımcı teknoloji tam olarak bu alana uyuyor.

Mekatroniği tanımlayabilir misiniz?

Bu, robotik alanındaki her şeydir, donanımsal sistemler ve bunları kontrol ederek çevreyi değiştirebiliyorsunuz.

Çalıştığınız farklı kullanım örnekleri nelerdir?

Şu anda Patrick (Pilarski) ile BLINC Lab’de (Bionic Limbs for Improved Natural Control) çalışıyorum ve burada üst ekstremite protezleri üzerine çalışıyorum. Bu akıllı robotik cihazları, miyoelektrik sinyallerle kontrol ediyoruz ve ana kullanım örneği, bu protez kollarda nasıl kontrol edeceğimizi bulmak.

Bu konuda ne kadar süredir çalışıyorsunuz?

Şubat ayında doktora eğitimime başladım. Yüksek lisans eğitimim sırasında Alberta Üniversitesi’nde robotik ve bilgisayar görme grubunda çalıştım ve robotik manipülasyon üzerine çalıştım.

Şu anda bu teknolojiyle ilgili güvenlik endişeleri nelerdir?

Bu akıllı protez cihazlarıyla her zaman güvenliği düşünüyoruz. Bu cihazlar bir insana bağlı olduğu için, insan her zaman kontrolde olmalıdır. Cihazlar önerilerde bulunabilir, ancak insan always son kararı verir. Güvenlik her zaman ilk öncelik.

Önceki bir röportajda, Patrick, beynin genellikle cihaza uyum sağlamak zorunda olduğunu, ancak bu durumda cihazın beyni öğrenmek için makine öğrenimi kullandığını söyledi. Bu konuda neler düşünüyorsunuz?

Evet, sürekli öğrenen sistemler geliştirmek istiyoruz. EMG sinyallerini kullanıyoruz ve bu sinyalleri robotik harekete dönüştürüyoruz. Makine öğrenimi, bu sinyalleri tanıyarak ne yapmak istediğimizi öngörmemize yardımcı oluyor. Cihazın ve makine öğrenimi bileşenlerinin zaman içinde kişiyi öğrenmesi ve adapte olması istiyoruz.

Bu teknolojinin gerçek dünyada ne zaman görülebileceğine ilişkin bir zaman çizelgesi var mı?

Umarım doktora eğitimim sırasında bu kontrol sorununu çözerek üst ekstremite protezleri için bir çözüm bulurum.

Yardımcı robotiğin geleceğiyle ilgili 10 veya 20 yıllık bir zaman diliminde neler görüyorsunuz?

İnsanların günlük hayatlarında kullandıkları protez kollarda, bizim kollarımızı kullandığımız gibi rahat ve doğal bir şekilde kullanabilmelerini istiyorum. Güvenilir, sezgisel ve kolay kullanılabilir olmasını istiyorum.

Kişiselleştirilmiş bir gelecek görüyor musunuz? Örneğin, daha küçük bir kişi daha küçük bir protez kullanır mı?

Evet, kesinlikle. Bu cihazların vücudun bir uzantısı gibi hissedilmesini istiyorum. Kişiselleştirilmiş ve bireyselleştirilmiş sağlık hizmetleri gerekiyor. Protez kolların, kullanıcının vücuduna uygun şekilde tasarlanması ve uyarlanması gerekiyor.

Bu sistemleri kullanmak için bir kullanıcı ne kadar zaman harcar?

Genel bir makine öğrenimi modeli oluşturup, daha sonra kişiselleştirmek istiyoruz. Hedefimiz, 5-10 dakika gibi bir eğitim oturumuyla bunu başarmak.

Bu hedefi gerçekleştirdikten sonra neler yapmak istersiniz?

Araştırmalarımın bir kısmı, Alberta Üniversitesi’anatomi bölümüyle çalışmak. İnsanların dünyayı nasıl manipüle ettiğini anlamak istiyorum. Üst ekstremite protezleri üzerine odaklanmak ve bunları gerçek dünyada kullanılabilir hale getirmek istiyorum.

Alt ekstremite protezlerine göre üst ekstremite protezleri neden daha zor?

Alt ekstremite protezleri daha kolay bir kontrol problemi. Üst ekstremite protezleri ise 3D uzayda nesneleri manipüle edebilmeli. Ellerimiz ve kollarımız, çevreyi keşfetmemize yardımcı olan harika duyusal organlar. Bu yeteneği, tıbbi topluluğa geri vermek istiyorum.

Anatomi çalışmalarından nasıl ilham alıyorsunuz?

Beş yıldan fazla bir süredir Dr. Pierre Lemelin ile anatomi bölümünde çalışıyorum. İnsanların nesneleri nasıl manipüle ettiklerini, hangi sinir yollarının aktive edildiğini ve hangi kasların çalıştığını anlamak istiyorum. Bu bilgiyi, protez kolların yapısını ve kontrol sistemlerini geliştirmek için kullanmak istiyorum. Cihazın, kullanıcının niyetini öngörerek hareket etmesini sağlamak istiyorum.

Harika bir röportaj için teşekkür ederiz. Daha fazla bilgi edinmek isteyen okuyucular aşağıdaki kaynakları ziyaret edebilir:

• Dr. Patrick M. Pilarski – Unite.AI Röportajı
• BLINC Lab (Bionic Limbs for Improved Natural Control))
• Upper Bound AI Konferansı.
• Amii (Alberta Makine Zekası Enstitüsü)