طور باحثون مستشعرًا آليًا باستخدام الذكاء الاصطناعي لقراءة لغة برايل بسرعة مذهلة تبلغ 315 كلمة في الدقيقة بدقة 87%، متجاوزين بذلك متوسط سرعة القراءة البشرية حيث يستخدم هذا المستشعر خوارزميات التعلم الآلي لتفسير لغة برايل بحساسية عالية، مما يعكس سلوك القراءة الشبيه بالإنسان.
ورغم أن هذا الاكتشاف لم يكن مصمماً كتقنية مساعدة، فإنه يحمل في طياته آثاراً على تطوير الأيدي والأطراف الصناعية الروبوتية الحساسة ويثبت نجاح المستشعر في قراءة لغة برايل مدى قدرة الروبوتات على محاكاة المهارات اللمسية المعقدة التي يتمتع بها البشر.
يستخدم قارئ برايل الآلي الذكاء الاصطناعي ومستشعر "أطراف الأصابع" المزود بكاميرة للقراءة بسرعة مضاعفة عن معظم القراء البشر، وإن الحساسية العالية للروبوت تجعله نموذجًا مثاليًا لتطوير أيدي الروبوت أو الأطراف الاصطناعية المتقدمة كما يمثل هذا التقدم تحديًا للمهمة الهندسية المتمثلة في تكرار حساسية أطراف الأصابع البشرية في الروبوتات، مما يوفر تطبيقات أوسع تتجاوز قراءة طريقة برايل.
نجح باحثون في تطوير جهاز استشعار روبوتي يدمج تقنيات الذكاء الاصطناعي لقراءة طريقة برايل بسرعات تعادل ضعف سرعة معظم القراء البشر، استخدم فريق بحثي من جامعة كامبريدج خوارزميات التعلم الآلي لتعليم روبوت استشعار كيفية الانزلاق بسرعة فوق أسطر من النص المكتوب بخط برايل وتمكن الروبوت من قراءة النص المكتوب بخط برايل بسرعة 315 كلمة في الدقيقة بدقة تقترب من 90%.
ورغم أن روبوت قراءة لغة برايل لم يتم تطويره كتكنولوجيا مساعدة، يقول الباحثون إن الحساسية العالية المطلوبة لقراءة لغة برايل تجعله اختبارا مثاليا في تطوير أيدي الروبوتات أو الأطراف الاصطناعية ذات الحساسية المماثلة لأطراف الأصابع البشرية. المصدر: موقع جامعة كامبريدج
وتضمن هذه النتائج، أن أطراف أصابع الإنسان حساسة بشكل ملحوظ وتساعدنا في جمع المعلومات عن العالم من حولنا ويمكن لأطراف أصابعنا أن تكتشف التغيرات الطفيفة في نسيج المادة أو تساعدنا في معرفة مقدار القوة التي يجب استخدامها عند الإمساك بجسم ما: على سبيل المثال، التقاط بيضة دون كسرها أو كرة البولينج دون إسقاطها.
إن إعادة إنتاج هذا المستوى من الحساسية في يد آلية، بطريقة موفرة للطاقة، يشكل تحديًا هندسيًا كبيرًا وفي مختبر البروفيسور فوميا إيدا في قسم الهندسة بجامعة كامبريدج، يعمل الباحثون على تطوير حلول لهذه المهارات وغيرها من المهارات التي يجدها البشر سهلة، لكن الروبوتات تجدها صعبة.
قال بارث بوتدار من قسم الهندسة بجامعة كامبريدج والطالب في كلية بيمبروك، والمؤلف الأول للورقة البحثية: "إن ليونة أطراف أصابع الإنسان هي أحد الأسباب التي تجعلنا قادرين على الإمساك بالأشياء بالقدر المناسب من الضغط بالنسبة للروبوتات، فإن الليونة هي سمة مفيدة، ولكنك تحتاج أيضًا إلى الكثير من معلومات المستشعر، ومن الصعب الحصول على الاثنين في وقت واحد، خاصة عند التعامل مع الأسطح المرنة أو القابلة للتشوه".
تُعَد طريقة برايل اختبارًا مثاليًا لـ "أطراف أصابع" الروبوت، حيث تتطلب قراءتها حساسية عالية، نظرًا لأن النقاط في كل نمط حرفي تمثيلي قريبة جدًا من بعضها البعض، استخدم الباحثون مستشعرًا جاهزًا لتطوير قارئ برايل آلي يحاكي سلوك القراءة البشرية بدقة أكبر، وقال المؤلف المشارك ديفيد هاردمان، من قسم الهندسة أيضًا: "هناك أجهزة روبوتية لقراءة لغة برايل، لكنها تقرأ حرفًا واحدًا فقط في كل مرة، وهي ليست الطريقة التي يقرأ بها البشر".
تعمل أجهزة قراءة برايل الآلية الحالية بطريقة ثابتة: فهي تلمس نمطًا واحدًا من الحروف، وتقرأه، ثم تسحبه من السطح، ثم تتحرك فوقه، ثم تنزل إلى نمط الحرف التالي، وهكذا نريد شيئًا أكثر واقعية وأكثر كفاءة حيث يحتوي المستشعر الآلي الذي استخدمه الباحثون على كاميرا في "أطراف أصابعه" ويقرأ باستخدام مزيج من المعلومات من الكاميرا والمستشعرات، وقال بوتدار "هذه مشكلة صعبة بالنسبة لعلماء الروبوتات لأن هناك الكثير من معالجة الصور التي يجب القيام بها لإزالة ضبابية الحركة، وهو أمر يستهلك الكثير من الوقت والطاقة". من مجلة
IEEE Robotics and Automation Letters
قام الفريق بتطوير خوارزميات التعلم الآلي بحيث يتمكن القارئ الآلي من "إزالة التشويش" عن الصور قبل أن يحاول المستشعر التعرف على الحروف حيث دربوا الخوارزمية على مجموعة من الصور الحادة من برايل مع تطبيق تشويش مزيف وبعد أن تعلمت الخوارزمية إزالة تشويش الحروف، استخدموا نموذج رؤية الكمبيوتر للكشف عن كل حرف وتصنيفه.
وبمجرد دمج الخوارزميات، اختبر الباحثون قارئهم من خلال تحريكه بسرعة على طول صفوف من أحرف برايل وكان بإمكان قارئ برايل الآلي القراءة بسرعة 315 كلمة في الدقيقة بدقة 87%، وهو ما يعادل ضعف سرعة ودقة قارئ برايل البشري وبالنظر إلى أننا استخدمنا خوارزمية "التشويش المزيف" في القطار، فقد كان من المدهش مدى دقتها في قراءة لغة برايل"، كما قال هاردمان. "لقد وجدنا توازنًا جيدًا بين السرعة والدقة، وهو ما ينطبق أيضًا على القراء البشر".
ويؤكد الباحثون إن سرعة قراءة برايل هي طريقة رائعة لقياس الأداء الديناميكي لأنظمة الاستشعار اللمسي، وبالتالي فإن نتائجنا يمكن تطبيقها خارج برايل، لتطبيقات مثل اكتشاف نسيج السطح أو الانزلاق في التلاعب الروبوتي، وفي المستقبل، يأمل الباحثون في توسيع نطاق التكنولوجيا إلى حجم اليد أو الجلد البشري. من موقع نيوز نيوروا ساينس
Neuroscience news
اضافةتعليق
التعليقات