Робот читает шрифт Брайля в два раза быстрее человека: зачем это нужно

Исследователи использовали машинное обучение, чтобы научить роботизированный сенсор скользить по рельефным точкам Брайля. Результат поражает: 315 слов в минуту с точностью около 90%. Это действительно вдвое быстрее, чем читает опытный человек. Но главное не в скорости.

Сам по себе робот-читатель — не помощник для незрячих. Это, скорее, блестящий экзамен для роботизированного осязания. Если система может уверенно читать микроскопические выпуклости шрифта, значит, она достигла уровня чувствительности, близкого к человеческим пальцам. А это открывает двери в удивительные области.

Пальцы человека

Подумайте, что могут ваши кончики пальцев. Они чувствуют малейшую шероховатость, отличают шелк от шерсти, помогают взять хрупкое яйцо, не раздавив скорлупу, и удержать тяжелый мяч. Это феноменальный природный сенсор, который мы принимаем как данность.

Воспроизвести такую чувствительность в механической руке — одна из сложнейших задач робототехники. В лаборатории профессора Фумии Ииды в Кембридже как раз над этим и бьются. «Мягкость и нежность человеческих пальцев — ключ к точному захвату, — объясняет соавтор работы Парт Потдар. — Но совместить в роботе мягкость с высокой сенсорной информативностью невероятно трудно, особенно при работе с гибкими поверхностями».

Идеальный тест

Шрифт Брайля — это идеальный вызов. Точки расположены крайне близко, их высота едва заметна. Существующие роботы-читатели работают медленно: прикоснулся к букве, считал, оторвался, переместился. Это неестественно.

«Люди водят пальцами по строке, — говорит исследователь Дэвид Хардман. — Мы хотели создать именно такое, плавное и эффективное сканирование».

У их робота на «кончике пальца» установлена камера. Сенсор считывает буквы, комбинируя визуальную информацию и тактильные ощущения. Чтобы справиться с неизбежным размытием при быстром движении, ученые разработали специальный алгоритм. Они обучили его на наборе четких изображений Брайля, искусственно добавив «шум», а затем научили этот шум убирать. После такой подготовки система смогла уверенно распознавать символы на скорости.

Итог: 315 слов в минуту с точностью 87%. Это не просто цифры. «Скорость чтения Брайля — отличный способ измерить динамические характеристики тактильных систем, — отмечает Потдар. — Наши результаты применимы далеко за его пределами: для распознавания текстур, тонких манипуляций с объектами».

Следующий шаг? Встроить подобные сенсоры в искусственную кожу. Возможно, скоро роботы смогут ощущать мир почти так же тонко, как и мы. А вы готовы пожать такую руку?