الروبوتات: استخدام الأذنين و ليس العينين يحسن قدرة الروبوتات على الإدراك

تبني جامعة كارنيجي ميلون Carnegie Mellon مجموعة بيانات تلتقط تفاعل الصوت و الحركة و الرؤية لمساعدة الروبوتات على تحسين سوية إدراك الأشياء لديها.

نادراً ما يستخدم الناس حاسة واحدة فقط لفهم العالم ، في حين أن  الروبوتات عادةً  ما تعتمد على الرؤية فقط ، و بشكل متزايد على اللمس. و قد  وجد باحثو جامعة كارنيجي ميلون أن إدراك الروبوت يمكن أن يتحسن بشكل ملحوظ عن طريق إضافة حاسة أخرى و هي : السمع.

أهمية تمييز الأصوات بالنسبة للروبوتات

لقد وجد الباحثون في معهد الروبوتات  Robotics Institute  التابع لـ CMU ، فيما يقولون بأنه أول دراسة واسعة النطاق للتفاعلات بين الصوت و الحركة الروبوتية ، أن الأصوات يمكن أن تساعد الروبوت في التمييز بين الأشياء ، مثل مفك البراغي المعدني و مفتاح الربط المعدني.

و يمكن أن يساعد السمع الروبوتات أيضاً  في تحديد نوع الإجراء الذي تسبب في حدوث صوت ما ومساعدتهم على استخدام الأصوات للتنبؤ بالخصائص الفيزيائية للأشياء الجديدة.

و قد قال ليريل بينتو Lerrel Pinto ، و الذي حصل مؤخراً على درجة الدكتوراه  في الروبوتات في CMU وسينضم إلى هيئة التدريس في جامعة نيويورك  New York University هذا الخريف :

"لقد أشارت الكثير من الأعمال التمهيدية في المجالات الأخرى إلى أن الصوت يمكن أن يكون مفيداً ، ولكن لم يكن من الواضح مدى فائدته في مجال الروبوتات".

و قد وجد بينتو Pinto  و زملاؤه أن معدل الأداء كان مرتفعاً جداً ، حيث نجحت الروبوتات التي تستخدم الصوت في تصنيف الكائنات بنسبة 76% من الوقت.

إن النتائج كانت مشجعة للغاية لدرجة أنه قد يكون من المفيد تزويد الروبوتات المستقبلية بالعصي الآلية ، و تمكينها من النقر على الأشياء التي تريد تحديدها.

و قدم الباحثون نتائجهم مؤخراً خلال المؤتمر الافتراضي لعلوم وأنظمة الروبوتات virtual Robotics Science and Systems conference.

و قد كان من بين أعضاء الفريق الآخرين أبيناف جوبتا Abhinav Gupta ، الأستاذ المساعد في علم الروبوتات ، و ديراج غاندي Dhiraj Gandhi ، و هو طالب ماجستير سابق وهو الآن عالم أبحاث في مختبر بيتسبرغ لأبحاث الذكاء الاصطناعي في فيسبوك Facebook Artificial Intelligence Research's Pittsburgh lab.

طريقة البحث

لإجراء دراستهم ، أنشأ الباحثون مجموعة بيانات كبيرة ، يسجلون في وقت واحد مقاطع فيديو و صوت لـ 60 شيء شائع - مثل مكعبات اللعب ، والأدوات اليدوية ، والأحذية ، والتفاح ، وكرات التنس - أثناء انزلاقهم أو تدحرجهم حول صينية واصطدامها بجوانبها.

و قد أطلقوا منذ ذلك الحين مجموعة البيانات هذه ، التي تصنف 15000 تفاعل ، ليستخدمها باحثون آخرون.

و التقط الفريق هذه التفاعلات باستخدام جهاز تجريبي أطلقوا عليه اسم Tilt-Bot - صينية مربعة متصلة بذراع الروبوت سوير Sawyer robot.

و قد كانت طريقة فعالة لبناء مجموعة بيانات كبيرة ؛ حيث يمكنهم وضع شيء في الصينية والسماح لـ سوير بقضاء بضع ساعات في تحريك الصينية في اتجاهات عشوائية بمستويات مختلفة من الإمالة ، في حين كانت الكاميرات والميكروفونات قد سجلت كل إجراء.

و قاموا أيضاً بجمع بعض البيانات خارج الصينية ، و ذلك من خلال استخدام الروبوت سوير لدفع الأشياء على السطح.

و على الرغم من أن حجم مجموعة البيانات هذه يعتبر لم يسبق له مثيل ، فقد درس باحثون آخرون أيضاً كيف يمكن للوكلاء الأذكياء جمع المعلومات من الصوت.

و على سبيل المثال ، فقد قاد أوليفر كرومير Oliver Kroemer ، الأستاذ المساعد في علم الروبوتات ، البحث في استخدام الصوت لتقدير كمية المواد الحبيبية ، مثل الأرز أو المعكرونة ، عن طريق هز وعاء ، أو تقدير تدفق تلك المواد من مغرفة.

التنبوء بالاعتماد على الصوت

و قال بينتو Pinto إن فائدة الصوت للروبوتات لم تكن مفاجئة ، و ذلك على الرغم من أنه و الآخرين فوجئوا بمدى فائدته.

و قد وجدوا ، على سبيل المثال ، أن الروبوت يمكن أن يستخدم ما تعلمه عن صوت مجموعة واحدة من الأشياء لعمل تنبؤات حول الخصائص الفيزيائية للأشياء التي لم تُرَ من قبل.

و قال: "إنني أعتقد أن الشيء المثير حقاً هو أنه عندما تفشل الروبوتات ، فإنها ستفشل في الأشياء التي تتوقعها أن تفشل فيها". فعلى سبيل المثال ، لا يمكن للروبوت استخدام الصوت لمعرفة الفرق بين الكتلة الحمراء أو الكتلة الخضراء.

"ولكن إذا كان شيئاً مختلفاً ، مثل كتلة block ما مقابل فنجان ، فيمكنها اكتشاف ذلك."

و يذكر أن كلاً من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة Defense Advanced Research Projects Agency و مكتب البحوث البحرية Office of Naval Research  قاما بدعم هذا البحث.

عزيزي القارئ

لأننا نهتم، نتمنى أن تكتب لنا في التعليقات عن المواضيع التي ترغب و تهتم بها لنتمكن من تقديمها لك، لرغبتنا في أن يعبِّر موقعنا عن اهتمامات القارىء العربي.

كما ونرجوا منك مشاركة المقال في حال أعجبك المحتوى.  

ننصحك بقراءة المقالات التالية :

الروبوتات بقدرات استشعار ذكية لتنفيذ المهام المعقدة

التقنية النانوية : الروبوتات النانوية (نانوبوت) و البيئة

عالم الروبوتات : 7 من أفضل الأحداث القادمة في عام 2020