Expandindo a Colaboração Humano-Robô na Manufatura pelo Treino de AI para Detetar a Intenção Humana

Máquinas e robôs certamente tornam a vida menos complicada. Eles realizaram trabalhos com precisão e velocidade e, ao contrário dos humanos, não precisam de pausas, pois nunca estão cansados.

Consequentemente, as empresas desejam utilizá-los cada vez mais nos seus procedimentos de produção para melhorar a produtividade e eliminar tarefas sujas, perigosas e enfadonhas.

No entanto, ainda existem muitas tarefas no local de trabalho que exigem agilidade humana, adaptabilidade e flexibilidade.

A cooperação humano-robô é uma oportunidade excitante para a fabricação futura, visto que combina o melhor de ambos.

A parceria precisa de uma interação próxima entre seres humanos e robôs, o que poderia se beneficiar muito da preparação para a ação seguinte de um parceiro colaborativo.

Ph.D. o estudante Achim Buerkle e uma equipa de cientistas do Intelligent Automation Center da Loughborough University publicaram resultados promissores para ‘treinar’ robôs para encontrar a intenção do movimento do braço antes que as pessoas verbalizem os movimentos no jornal Robotics Computer-Integrated Manufacturing.

“A velocidade e o torque de um robô precisam ser bem coordenados porque podem representar um perigo para a saúde e a segurança humana”, disse Achim.

“Idealmente, para um trabalho em equipe eficiente, o ser humano, assim como o robô, certamente se ‘entenderiam’, o que é difícil porque ambos são bastante diferentes e também ‘falam’ línguas diferentes.”

“Sugerimos oferecer ao robô a capacidade de ‘ler’ as intenções dos seus companheiros humanos.”

Os pesquisadores queriam conseguir isso por meio da ‘interface’ da atividade do lobo frontal do cérebro humano.

Cada movimento executado pelo corpo é examinado e também avaliado no cérebro antes da sua execução. Determinar esse sinal pode ajudar a transmitir uma ‘intenção de se mover’ para um robô.

No entanto, os cérebros são órgãos muito complexos e detetar o sinal de pré-movimento também é uma tarefa difícil.

Os cientistas da Universidade de Loughborough abordaram esse obstáculo ensinando um sistema de IA para identificar os padrões de pré-movimento de um eletroencefalograma (EEG) — uma inovação que permite que a atividade mental humana seja documentada.

O seu mais recente artigo relata as descobertas de um teste realizado com oito indivíduos.

Os participantes precisavam se sentar em frente a um sistema de computador que mostrava aleatoriamente uma letra de AZ na tela e também pressionavam a tecla do teclado correspondente à letra. O sistema de IA teve que deduzir qual braço os indivíduos usariam a partir dos dados de EEG, e os sensores de movimento confirmam essas intenções.

Os dados experimentais mostram que o sistema de IA pode perceber quando um humano move um braço até 513 nanossegundos (ms) antes de fazê-lo e, em média, cerca de 300 ms antes da execução real.

Numa simulação, os cientistas verificaram o efeito da vantagem de tempo para um cenário de articulação humano-robô.

Eles descobriram que poderiam alcançar maior produtividade para a mesma tarefa usando tecnologia moderna, em vez de sem ela.

O tempo de conclusão da atividade foi 8 – 11% mais rápido — também quando os cientistas incluíram ‘falsos positivos’, o que implicava no EEG transmitir incorretamente a intenção de um indivíduo de se mover para o robô.

Achim pretende desenvolver essa pesquisa e deseja criar um sistema que possa prever para onde o movimento é direcionado — por exemplo, agarrar uma chave de fenda ou escolher um novo item de trabalho.

Sobre as recentes descobertas, ele afirmou que “desejamos que esta pesquisa alcance duas coisas: primeiro, esperamos que esta tecnologia sugerida possa ajudar na direção de uma cooperação humano-robô mais detalhada e cooperativa, que ainda precisa de uma grande quantidade de pesquisa como bem como o trabalho de engenharia a ser totalmente desenvolvido. ”

“Em segundo lugar, queremos conectar que, em vez de ver os robôs, bem como a inteligência artificial / aprendizado de máquina como um perigo para o trabalho humano na produção, também pode ser visto como uma possibilidade de manter o ser humano como uma parte vital da fábrica do futuro.”

Em declaração conjunta, os supervisores do Achim Dr. Thomas Bamber, Dr. Niels Lohse e Dr. Pedro Ferreira disseram que “é necessário mudar a natureza do trabalho humano para produzir um mundo verdadeiramente sustentável, não mais baseado em dificuldades físicas e cognitivas trabalho humano.”

A Colaboração Human-Robot (HRC) começa a inovar o chão de fábrica. No entanto, ainda há uma necessidade de uma cooperação muito mais significativa entre pessoas e robôs. ”

“O verdadeiro HRC terá um impacto transformador na produtividade do trabalho, na qualidade do trabalho, bem como no bem-estar e estabelecerá um mercado de trabalho mais seguro e sustentável, enquanto superará as desvantagens físicas causadas por sexo, género, idade ou deficiência.”

“O trabalho de Achim usando o sistema Expert e EEG nos traz mais um passo em direção ao verdadeiro HRC.”

Publicado originalmente em Techxplore.com . Leia o artigo original.

Referência:  Achim Buerkle et al, reconhecimento de intenção de movimento do braço baseado em EEG para maior segurança em colaboração simbiótica entre humanos e robôs,  robótica e manufatura integrada por computador  (2021). DOI: 10.1016 / j.rcim.2021.102137