Дослідник уявляє собі інтерактивну кібер-фізичну людину (iCPH) платформу

Професор Ейїті Йосіда з Токійського університету науки висунув інтригуючу ідею інтерактивної кібер-фізичної людини (iCPH).

Люди можуть природно виконувати різні складні завдання, такі як сидіння та підняття предметів. Однак ці дії включають різні рухи та вимагають多 контактів, що може виявитися складним для роботів. iCPH могла б допомогти вирішити цю проблему.

Поняття та генерація людських систем

Нова платформа може допомогти зрозуміти та згенерувати людські системи, які використовують різноманітні контактні рухи всього тіла.

Робота була опублікована в Frontiers in Robotics and AI.

«Як випливає з назви, iCPH поєднує фізичні та кібер-елементи для захоплення людських рухів», – говорить проф. Йосіда. «Хоча гуманоїдний робот діє як фізичний двійник людини, цифровий двійник існує як симульований люд або робот у кіберпросторі. Останній моделюється за допомогою таких технік, як м’язово-скелетний та робототехнічний аналіз. Два двійники доповнюють один одного».

Проф. Йосіда розглядає кілька питань у рамках цієї структури, таких як:

• Як гуманоїди можуть імітувати людську думку?
• Як роботи можуть вивчити та симулювати людську поведінку?
• Як роботи можуть взаємодіяти з людьми гладко та природно?

Фреймворк iCPH

Перша частина фреймворку iCPH вимірює людський рух, кількісно оцінюючи рух різних частин тіла. Вона також реєструє послідовність контактів, зроблених людиною.

Фреймворк дозволяє загальний опис різних рухів за допомогою диференціальних рівнянь, а також генерацію мережі контактного руху. Гуманоїд може потім діяти згідно з цією мережею.

Коли мова йде про цифрового двійника, він вивчає мережу за допомогою модельно-орієнтованих та машинних підходів до навчання. Ці два підходи з’єднані методом аналітичного градієнтного розрахунку, а безперервне навчання допомагає роботизованій симуляції вивчити, як виконувати послідовність контактів.

Третя частина iCPH збагачує мережу контактного руху за допомогою даних до застосування техніки векторної квантизації. Ця техніка допомагає витягнути символи, які виражають мову контактного руху, що дозволяє генерувати контактний рух у незнайомих ситуаціях.

Все це означає, що роботи можуть досліджувати невідомі середовища, взаємодіючи з людьми за допомогою гладких рухів та багатьох контактів.

Проф. Йосіда висуває три виклики для iCPH, які стосуються загальних дескрипторів, безперервного навчання та символізму контактного руху. Для реалізації iCPH необхідно вивчити, як подолати ці виклики*.*

«Дані з iCPH будуть зроблені публічними та розгорнуті для вирішення реальних проблем у соціальній та промисловій сфері. Гуманоїдні роботи можуть звільнити людей від багатьох завдань, пов’язаних з великими навантаженнями, та покращити їхню безпеку, наприклад, підняття важких предметів та робота в небезпечних середовищах», – говорить проф. Йосіда. «iCPH також може бути використана для моніторингу завдань, виконуваних людьми, та допомоги у запобіганні професійним захворюванням. Нарешті, гуманоїди можуть бути віддалено керованими людьми через свої цифрові двійники, що дозволить їм виконувати великі завдання з установки обладнання та транспортування об’єктів».