Robôs Macios Detectam Toque Humano via Câmera e Sombras — Solução de Baixo Custo Sem Contato

Pesquisadores criaram um método de baixo custo para robôs macios e deformáveis detectarem uma gama de interações físicas, de tapinhas a socos a abraços, sem depender de toque. Em vez disso, uma câmera USB localizada dentro do robô captura os movimentos de sombras de gestos de mão na pele do robô e os classifica com software de machine learning.

Toque: Comunicação Importante Ausente em Interação Humano-Robô

Toque é um modo importante de comunicação para a maioria dos organismos, mas tem sido virtualmente ausente da interação humano-robô. Uma das razões é que toque de corpo inteiro costumava requerer um número massivo de sensores e portanto não era prático implementar.

Origem: Robôs Infláveis para Evacuação de Emergência

A tecnologia ShadowSense originou-se através de trabalho para desenvolver robôs infláveis que poderiam guiar pessoas à segurança durante evacuações de emergência. Tal robô precisaria ser capaz de se comunicar com humanos em condições e ambientes extremos. Imagine um robô fisicamente guiando alguém por um corredor barulhento e cheio de fumaça detectando a pressão da mão da pessoa.

Abordagem Contra-Intuitiva: Visão em Vez de Sensores de Contato

Em vez de instalar um grande número de sensores de contato — que adicionariam peso e fiação complexa ao robô e seriam difíceis de embutir em uma pele deformável — a equipe tomou uma abordagem contra-intuitiva. Para medir toque, eles olharam para a visão. Colocando uma câmera dentro do robô, eles podem inferir como a pessoa está tocando e qual é a intenção da pessoa apenas olhando para as imagens de sombra.

Protótipo: Bexiga Inflável com Câmera Interna

O robô protótipo consiste em uma bexiga inflável macia de pele de nylon esticada ao redor de um esqueleto cilíndrico, aproximadamente 1,2 metros de altura, montado em uma base móvel. Sob a pele do robô está uma câmera USB que conecta a um laptop. Os pesquisadores desenvolveram um algoritmo baseado em rede neural que usa dados de treinamento previamente gravados para distinguir entre seis gestos de toque — tocar com a palma, socar, tocar com duas mãos, abraçar, apontar, e não tocar — com precisão de 87,5 a 96%, dependendo da iluminação.

Respostas Programáveis e Pele como Tela Interativa

O robô pode ser programado para responder a certos toques e gestos, como rolar para longe ou emitir uma mensagem através de um alto-falante. E a pele do robô tem o potencial de ser transformada em uma tela interativa. Coletando dados suficientes, um robô poderia ser treinado para reconhecer um vocabulário ainda mais amplo de interações, customizado para a tarefa do robô.

Aplicação Além de Robôs: Balões Sensíveis ao Toque

O robô nem precisa ser um robô. A tecnologia ShadowSense pode ser incorporada em outros materiais, como balões, transformando-os em dispositivos sensíveis ao toque. No futuro, os pesquisadores tentarão usar dispositivos ópticos como lentes e espelhos para permitir formatos adicionais.

Privacidade: Proteção Física e Psicológica

ShadowSense também oferece privacidade. Se o robô só pode ver um humano na forma de sua sombra, ele pode detectar o que a pessoa está fazendo sem capturar imagens de alta fidelidade de sua aparência. Isso fornece um filtro físico e proteção, e proporciona conforto psicológico.

A capacidade de interagir fisicamente e entender os movimentos e humores de uma pessoa poderia ser, em última análise, tão importante para a pessoa quanto para o robô.