讓機(jī)器人做事并不容易：科學(xué)家通常要么明確地對(duì)它們進(jìn)行編程，要么讓他們了解人類如何通過(guò)語(yǔ)言進(jìn)行交流。
但是，如果我們能夠使用手勢(shì)和腦波更直觀地控制機(jī)器人呢?
由麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)的研究人員帶頭組建的新系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，使用戶能夠立即糾正機(jī)器人的錯(cuò)誤，只需要大腦信號(hào)和手指輕彈。
基于團(tuán)隊(duì)過(guò)去的工作重點(diǎn)是簡(jiǎn)單的二元選擇活動(dòng)，新工作將范圍擴(kuò)展到多項(xiàng)任務(wù)，為人類工作者如何管理機(jī)器人團(tuán)隊(duì)開(kāi)辟了新的可能性。
通過(guò)監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)一個(gè)人在機(jī)器人完成任務(wù)時(shí)是否注意到錯(cuò)誤。使用測(cè)量肌肉活動(dòng)的界面，該人然后可以進(jìn)行手勢(shì)滾動(dòng)并選擇正確的選項(xiàng)供機(jī)器人執(zhí)行。
該團(tuán)隊(duì)演示了一個(gè)任務(wù)，其中機(jī)器人將電鉆移動(dòng)到模擬平面主體上的三個(gè)可能目標(biāo)之一。重要的是，他們表明該系統(tǒng)適用于以前從未見(jiàn)過(guò)的人，這意味著組織可以在真實(shí)環(huán)境中部署它，而無(wú)需在用戶上進(jìn)行訓(xùn)練。
“這項(xiàng)將EEG和EMG反饋結(jié)合起來(lái)的工作使得自然的人機(jī)交互能夠?qū)崿F(xiàn)比我們?cè)趦H使用EEG反饋之前能夠做的更廣泛的應(yīng)用程序，”負(fù)責(zé)監(jiān)督工作的CSAIL主管Daniela Rus說(shuō)?！巴ㄟ^(guò)包含肌肉反饋，我們可以使用手勢(shì)在空間上指揮機(jī)器人，具有更多的細(xì)微差別和特異性?！辈┦亢蜻x人Joseph DelPreto與Rus，前CSAIL博士后Andres F. Salazar-Gomez，前CSAIL研究科學(xué)家Stephanie Gil，研究學(xué)者Ramin M. Hasani和波士頓大學(xué)教授Frank H. Guenther一起撰寫了關(guān)于該項(xiàng)目的論文的第一作者。該論文將在下周在匹茲堡舉行的機(jī)器人：科學(xué)與系統(tǒng)(RSS)會(huì)議上發(fā)表。
直觀的人機(jī)交互
在大多數(shù)以前的工作中，當(dāng)人們訓(xùn)練自己以非常具體但任意的方式“思考”并且系統(tǒng)接受這些信號(hào)訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)通常只能識(shí)別腦信號(hào)。例如，人類操作員可能必須在訓(xùn)練期間查看對(duì)應(yīng)于不同機(jī)器人任務(wù)的不同光顯示。
毫不奇怪，這種方法難以讓人們可靠地處理，特別是如果他們?cè)谛枰叨燃械慕ㄖ驅(qū)Ш降阮I(lǐng)域工作。與此同時(shí)，羅斯的團(tuán)隊(duì)利用了被稱為“錯(cuò)誤相關(guān)電位”(ErrPs)的大腦信號(hào)的力量，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們注意到錯(cuò)誤時(shí)，這些信號(hào)自然會(huì)發(fā)生。如果有ErrP，系統(tǒng)會(huì)停止，以便用戶可以糾正它;如果沒(méi)有，它繼續(xù)。
“這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，沒(méi)有必要培訓(xùn)用戶以規(guī)定的方式思考，”DelPreto說(shuō)?！皺C(jī)器適應(yīng)你，而不是相反。”對(duì)于該項(xiàng)目，該團(tuán)隊(duì)使用了來(lái)自Rethink Robotics的人形機(jī)器人“Baxter”。在人工監(jiān)督下，機(jī)器人從70%的時(shí)間選擇正確的目標(biāo)到超過(guò)97%的時(shí)間。為了創(chuàng)建該系統(tǒng)，該團(tuán)隊(duì)利用腦電圖(EEG)的功能進(jìn)行大腦活動(dòng)和肌肉活動(dòng)的肌電圖(EMG)，在用戶的頭皮和前臂上放置一系列電極。
這兩個(gè)指標(biāo)都存在一些個(gè)別缺點(diǎn)：EEG信號(hào)并不總是可靠地檢測(cè)到，而EMG信號(hào)有時(shí)難以映射到比“向左或向右移動(dòng)”更具體的運(yùn)動(dòng)。然而，合并這兩者可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的生物傳感，并使系統(tǒng)無(wú)需培訓(xùn)即可在新用戶上工作。
“通過(guò)觀察肌肉和大腦的信號(hào)，我們可以開(kāi)始接受一個(gè)人的自然姿勢(shì)以及他們對(duì)某些事情是否出錯(cuò)的快速判斷，”DelPreto說(shuō)?！斑@有助于與機(jī)器人進(jìn)行溝通，更像是與他人溝通。”該團(tuán)隊(duì)表示他們可以想象該系統(tǒng)有一天對(duì)老年人或語(yǔ)言障礙或行動(dòng)不便的工人有用?！拔覀兿Ｍ麛[脫人們必須適應(yīng)機(jī)器限制的世界，”羅斯說(shuō)。“像這樣的方法表明，開(kāi)發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)是非常可能的，這是我們更自然，更直觀的延伸?！?/p>
