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Un guante adaptable inteligente puede enseñar nuevas habilidades físicas

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Un estimado colega nos comparte el presente artículo escrito por Alex Shipps, publicado el 20 de febrero de 2024 en el boletín MIT News por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y traducido por nosotros para este espacio. Veamos de qué se trata…

Probablemente hayas conocido a alguien que se identifica como un aprendiz visual o auditivo, pero otros absorben el conocimiento a través de una modalidad diferente: el tacto. Ser capaz de comprender las interacciones táctiles es especialmente importante para tareas como aprender cirugías delicadas y tocar instrumentos musicales, pero a diferencia del vídeo y el audio, el tacto es difícil de grabar y transferir.

Para aprovechar este desafío, investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT en colaboración con otras instituciones desarrollaron un guante inteligente bordado que puede capturar, reproducir y transmitir instrucciones táctiles.

Para complementar el dispositivo portátil, el equipo también desarrolló un agente simple de aprendizaje automático que se adapta a cómo reaccionan los diferentes usuarios a la retroalimentación táctil, optimizando su experiencia. El nuevo sistema podría ayudar a enseñar habilidades físicas a las personas, mejorar la teleoperación de robots con capacidad de respuesta y ayudar con el entrenamiento en realidad virtual.

El 29 de enero se publicó en Nature Communications un artículo de acceso abierto que describe el trabajo científico desarrollado.

 

¿Podré tocar el piano?

 

Para crear su guante inteligente, los investigadores utilizaron una máquina de bordar digital para integrar sin problemas sensores táctiles y actuadores hápticos (un dispositivo que proporciona retroalimentación táctil) en los textiles. Esta tecnología está presente en los teléfonos inteligentes, donde se activan respuestas hápticas al tocar la pantalla táctil.

Por ejemplo, si presionas una aplicación de iPhone, sentirás una ligera vibración proveniente de esa parte específica de tu pantalla. De la misma manera, el nuevo dispositivo portátil adaptable envía retroalimentación a diferentes partes de la mano para indicar movimientos óptimos para ejecutar diferentes habilidades.

El guante inteligente podría enseñar a los usuarios a tocar el piano, por ejemplo. En una demostración, a un experto se le asignó la tarea de grabar una melodía simple sobre una sección de teclas, utilizando el guante inteligente para capturar la secuencia mediante la cual presionaban el teclado con los dedos. Luego, un agente de aprendizaje automático convirtió esa secuencia en retroalimentación háptica, que luego se introdujo en los guantes de los estudiantes para seguir las instrucciones.

Con sus manos sobre esa misma sección, los actuadores vibraron en los dedos correspondientes a las teclas de abajo. El canal optimiza estas direcciones para cada usuario, teniendo en cuenta la naturaleza subjetiva de las interacciones táctiles.

"Los humanos realizan una amplia variedad de tareas interactuando constantemente con el mundo que los rodea", dice Yiyue Luo MS '20, autor principal del artículo, estudiante de doctorado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación (EECS) del MIT y afiliado a CSAIL. "Normalmente no compartimos estas interacciones físicas con los demás. En cambio, a menudo aprendemos observando sus movimientos, como tocar el piano y rutinas de baile".

"El principal desafío a la hora de transmitir interacciones táctiles es que cada uno percibe la retroalimentación háptica de forma diferente", añade Luo. "Este obstáculo nos inspiró a desarrollar un agente de aprendizaje automático que aprende a generar hápticos adaptativos para los guantes de los individuos, presentándoles un enfoque más práctico para aprender el movimiento óptimo".

El sistema portátil se personaliza para adaptarse a las especificaciones de la mano del usuario mediante un método de fabricación digital. Una computadora produce un recorte basado en las medidas de las manos de las personas; luego, una máquina de bordar cose los sensores y los hápticos. En 10 minutos, el suave dispositivo portátil a base de tela está listo para usarse. Inicialmente entrenado en las respuestas hápticas de 12 usuarios, su modelo de aprendizaje automático adaptativo solo necesita 15 segundos de datos de nuevos usuarios para personalizar la retroalimentación.

 

Fuente: https://news.mit.edu/2024/smart-glove-teaches-new-physical-skills-0220 

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