Робота научили читать шрифт Брайля вдвое быстрее людей

Исследователи создали роботизированную систему распознавания, которая использует методы искусственного интеллекта (ИИ) для чтения рельефно-точечного осязаемого шрифта, предназначенного для незрячих и слабовидящих. Робот справляется с распознаванием алфавита Брайля вдвое быстрее, чем люди.

Для достижения цели исследователи из Кембриджского университета задействовали алгоритмы машинного обучения. С их помощью они научили роботизированный сенсор скользить над строками, отображёнными тактильным шрифтом.

Воспроизвести высокую чувствительность в роботизированном устройстве — серьёзная задача для инженеров. В лаборатории профессора Фумии Ииды как раз трудятся над столь непростыми решениями.

Соавтор исследования Парт Потдар из инженерного факультета Кембриджа объяснил, что именно благодаря чуткости человеческих пальцев нам дано сжимать те или иные предметы с подходящим усилием. Для робототехники это особенно трудно, если дело доходит до обращения с гибкими вещами или мнущимися поверхностями.

Алфавит Брайля, который чаще называют шрифтом, — идеальный тест для искусственного аналога подушечки пальца. Для чтения тактильных знаков требуется высокая восприимчивость к тесно скомпонованным выпуклым точкам, из которых и состоят буквы для незрячих.

Дэвид Хардман, другой соавтор изобретения, сообщил, что существуют другие робочтецы азбуки Брайля. Но они воспринимают текст побуквенно, а не как поднаторевшие в такое деятельности люди. Кроме того, прочие известные роботизированные считыватели функционируют прерывисто: сначала прикасаются к одной тактильной букве, распознают её, отрывают свой сенсор от поверхности, передвигают его и опускают на очередной знак и так далее. Вот почему инженеры из Кембриджа захотели создать куда более эффективное плавное устройство.

Изобретатели применили сочетание датчика и видеокамеры, чтобы преодолеть проблему определённой размытости воспринимаемого выпуклого узора. Что касается программного обеспечения (ПО), пришлось разработать алгоритм машинного обучения. Они обучали ПО на идеальных образцах азбуки Брайля, а затем привносили искажения, чтобы система распознавала реальные контуры. Обучив алгоритм размытым версиям знаков, затем задействовали модель компьютерного зрения для обнаружения и «понимания» каждого символа.

Проверка показала способность, быстро перемещаясь над рядами символов, считывать их со скоростью 315 слов в минуту при точности 87%. То есть результат испытаний оказался в два раза быстрее читающего такие буквы человека при доле ошибок, примерно как у живого чтеца.

Скорость чтения — прекрасный способ охарактеризовать систему тактильного восприятия шрифта Брайля, отметил Парт Потдар. И добавил, что достигнутые результаты могли бы послужить в дальнейшем также для анализа текстур различных поверхностей и для повышения точности остальных роботизированных захватов.

А ещё высокая чувствительность распознающего рельефные буквы робота может быть использована как тестовая технология для проверки прочих роботизированных манипуляторов или протезов, сопоставимых по тактильным функциям с человеческими пальцами.

В будущем авторы изобретения планируют расширить технологическое достижение, применив его в масштабах всей роботизированной руки или даже чувствительной «кожи» человекообразного робота в целом.