Notícia

Novos desenvolvimentos transformam o robô de cuidados GARMI em um assistente universal

Andreas Heddergott/TUM

Fonte

TUM | Universidade Técnica de Munique

Data

terça-feira, 21 maio 2024 19:30

Áreas

Bioética. Ciência de Dados. Computação. Engenharia Biomédica. Inteligência Artificial. Processamento de Sinais. Robótica. Sistemas de Controle. Telemedicina. Terapia Ocupacional.

O robô de assistência GARMI está se tornando cada vez mais versátil e inteligente. Como demonstraram pesquisadores do Instituto de Robótica e Inteligência de Máquinas de Munique (MIRMI) da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha, durante a Conferência Internacional de Robótica e Automação (ICRA) de 2024 em Yokohama, no Japão, o robô não apenas entende vários comandos via ChatGPT. Também implementa e executa de forma autônoma uma ampla gama de tarefas e habilidades, como agarrar objetos, manobrar com segurança e comunicar-se com os pacientes. Além disso, marca consultas com médicos para exames de telemedicina.

“O GARMI agora é capaz de executar as diversas habilidades individuais que lhe ensinamos nos últimos anos, de forma segura e sob demanda, via ChatGPT”, explicou o Dr. Abdeldjallil Naceri, líder do projeto Geriatronics.

Interação homem-robô: as ferramentas devem ser confiáveis e seguras

Para conseguir isso, os pesquisadores estão combinando diversas inovações tecnológicas. Antes de tentar interações humanas no mundo real, um gêmeo digital é usado para evitar colisões e garantir que os movimentos do robô sejam seguros. A inteligência artificial (IA) ajuda o GARMI a agarrar e entregar xícaras e copos sem derramar líquido. E o ChatGPT atua como um elo entre o robô, pacientes, fisioterapeutas e médicos.

O professor Naceri traça um paralelo entre as inovações no GARMI e a condução autônoma: “Antes que uma nova função, como a assistência ao estacionamento autônomo, seja disponibilizada aos motoristas do mundo real, são necessárias muitas etapas de desenvolvimento”, disse o pesquisador. “O mesmo se aplica à robótica de cuidados. Como esta tecnologia será usada na presença de pessoas, ela deve ser 100% segura e confiável”.

Avanços tecnológicos

Os pesquisadores da TUM fizeram progressos significativos especialmente em três áreas:

1. Destreza – agarrar e mover-se com precisão à distância

Agarrar: Os pesquisadores combinaram uma câmara, um braço robótico com sete articulações, uma mão artificial e inteligência artificial para permitir ao GARMI simular a forma como os humanos agarram objetos. Primeiro, a câmera tira uma foto do objeto a ser capturado e o identifica como um copo, cilindro ou bola por meio de redes neurais. Como a câmera só vê o objeto de um lado, o sistema adiciona áreas não visíveis, como uma xícara, comparando o que vê com outras imagens e reconstruindo um objeto 3D completo. Os pesquisadores usam um mapa de calor com classificação de cores que indica as probabilidades de várias representações do objeto corresponderem à sua aparência real. Isto permite decidir a posição ideal da mão para segurar uma xícara, por exemplo. O sistema complexo agora consegue fazer isso corretamente nove em cada dez vezes. “Depois de funcionar com um copo, nosso sistema pode transferir a metodologia para todos os outros formatos de copo”, disse o professor Naceri.

Mover objetos à distância: Os pesquisadores desenvolveram uma configuração experimental especial para investigar se os médicos podem trabalhar em conjunto com os pacientes por meio da telecirurgia. Para fazer isso, eles desenharam formas simples em uma mesa digitalizadora. O GARMI estava equipado com uma caneta em uma mão e uma câmera na outra. A uma sala de distância, a tarefa do robô GARMI era transferir os desenhos dos pesquisadores para uma tela – em outras palavras, projetar um desenho simples em um sistema robótico complexo. Descobriu-se que os melhores círculos, quadrados e triângulos foram criados quando o GARMI usou a câmera de forma autônoma. Esta descoberta será incorporada na colaboração entre médicos e pacientes no futuro. Por exemplo, é essencial posicionar as sondas de ultrassom com a maior precisão possível e realizar os movimentos corretamente durante exercícios de reabilitação.

Perceber e navegar pelos arredores: Em um novo artigo de pesquisa, os pesquisadores mostraram como as ferramentas podem ser manobradas em torno dos objetos. O desafio é ficar de olho nas distâncias e ao mesmo tempo avaliar corretamente a mobilidade do braço do robô com todas as suas articulações. Se isso for bem sucedido, o robô pode até mesmo desviar das bolas lançadas contra ele.

2. Segurança: O robô tátil tem um tempo de reação de 1 milissegundo

O GARMI processa informações em um tempo de ciclo de 1 milissegundo (ms). Isto se aplica igualmente à percepção, interação e navegação. Os sensores de força nos braços do robô registram o menor contato e reagem imediatamente. Se um humano acidentalmente esbarrar no braço do robô, ele para em um milésimo de segundo por razões de segurança. Humanos e robôs inicialmente se encontram como gêmeos digitais em um ambiente virtual para descartar acidentes. Isto é essencial, pois o robô de assistência pode, teoricamente, atingir velocidades de até 20 km/h em uma casa de repouso. Na simulação computacional, o GARMI usa a Unidade de Movimento de Segurança para registrar através de sensores e diminuir a velocidade se uma pessoa estiver muito próxima. Quando a pessoa se afasta, o GARMI acelera novamente.

3. Idioma: ChatGPT usa uma lista de comandos

A ferramenta de IA do ChatGPT funciona como um tradutor entre tecnologia e humanos. Ele aprendeu vários comandos, como “Iniciar a reabilitação”, “Mostre-me a previsão do tempo para amanhã” ou “Ligue para o médico”. O GARMI utiliza esta ferramenta para se comunicar com os pacientes. Os pesquisadores possuem atualmente uma lista de 15 a 20 comandos que desencadeiam determinadas ações. “Potencialmente, podemos expandi-lo tanto quanto quisermos”, disse o Dr. Abdeldjallil Naceri.

“Isso fará do MIRMI um dos primeiros institutos onde robôs e humanos interagem usando ChatGPT”, concluiu o pesquisador.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Técnica de Munique (em inglês).

Fonte: Andreas Schmitz, Corporate Communications Center/TUM. Imagem: no laboratório de pesquisa da Universidade Técnica de Munique, robô de cuidados GARMI (na frente, à esquerda) está se tornando cada vez mais competente. Fonte: Andreas Heddergott/TUM.

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