Algoritmi de Calcul Natural în Robotică Asistivă

ABSTRACT

Imbătranirea populatiei genereaza dezvoltarea unei soluţii neasteptate la intersecţia

a doua domenii revoluţionare: tehnologiile asistive şi robotica de tip swarm.

1. INTRODUCERE

Robotica reprezintă astăzi unul dintre cele mai dinamice domenii ale tehnologiilor

avansate. Conform (Dictionar Oxford English n.d.),”robotica este domeniul tehnologic care

are ca obiect de studiu proiectarea, construcţia, integrarea în aplicaţii specifice şi exploatarea

roboţilor”. Este un domeniu integrator de cunoştinţe din multiple ramuri ale ştiinţelor

inginereşti, cele mai importante dintre acestea fiind referitoare la inginerie mecanică,

electronică, informatică şi ştiinţa calculatoarelor.

Actual, domeniul roboticii include trei subdomenii majore: robotica industrială, robotica

pentru servicii şi respectiv robotica pentru aplicaţii spaţiale şi de securitate. Subdomeniul

roboticii pentru servicii fiind subdivizat la rândul său în robotica pentru servicii profesionale

şi robotica pentru servicii personale.(Nicolescu 2011)

În prezent populaţia se afla în continua îmbatrânire şi determină astfel în societate o

nevoie în dezvoltarea de soluţii tehnologice pentru a sprijinii această situaţie. Astfel robotica

pentru servicii personale, şi chiar mai mult robotica asistivă este unul dintre domeniile ce

acaparează interesul cercetatorilor în decursul ultimilor zece ani.

Robotica asistivă are în vedere dezvoltarea de aplicaţii tehnologice avansate cu scop în

promovarea unui stil de viata independent şi imbunataţirea calitaţii vieţii pentru persoane cu

limitari ale funcţiilor fizico-motorii sau cognitive(Zollo 2011). Punctul de interes al acestui

domeniu este utilizatorul iar acest fapt a adus numeroase provocări în domeniul roboticii,

incepand de la siguranţa şi eficacitate până la gradul de confort psihologic în privinţa utilizării

robotului. Aplicaţiile în cadrul roboticii asistive sunt numeroase: sisteme de suport a

mobilitaţii, roboţi social asistivi, sisteme automate de manipulare, teleroboţi etc, roboţi

personali. Aceste aplicaţii au grade mai mici sau mai mari de autonomie.

Roboţii autonomi sunt roboţi care pot să indeplineasca obiectivele dorite fară

supervizare umană continuă. Un robot în totalitate autonom este capabil sa obţina informaţii

despre mediul inconjurator, se poate deplasa şi folosi componente proprii, poate funcţiona o

perioada extinsă de timp fară intervenţie umană. Deasemenea un robot autonom are abilitatea

să evite rănirea oamenilor, distrugerea bunurilor sau autodistrugerea sa. Tendinţa în cercetare

este în obţinerea unui grad cât mai mare de autonomie şi cu cât sarcinile unui robot devin mai

dificile cu atât sunt necesare noi metode şi tehnici de calcul.

Una din sursele de inspiraţie ce pare a nu se epuiza este natura, lumea vie ce ne

inconjoara. în natură multe specii formeaza grupuri pentru a indeplinii anumite sarcini precum

căutarea şi procurarea de hrană, apararea împotriva pradatorilor sau construirea de adăposturi.

Multe probleme practice sunt rezolvate de catre asemenea grupuri cu rezultate foarte bune.

Din această cauză multe metode şi algoritmi de inteligenţa artificială sunt inspiraţi din

comportamentul dictat de inteligenţa de grup, definită generic swarm intelligence.(Buiu et al.

2010)

Scenariul pentru această lucrare are în vedere asistarea unei persoana în perimetrul unei

locuinţe în care sunt prezente mai multe aplicaţii robotice. Persoana considerată prezintă

dizabilitaţi, inclusiv poate fi o persoană varstnică sau un pacient aflat sub tratament.

Soluţia propusă se află la intersecţia direcţiilor de cercetare mai sus prezentate. Astfel se

doreşte că pe baza folosirii unui grup (swarm) de roboţi sa se trateze evenimente nedorite.

Spre exemplu situaţia particulara din lucrarea de fată are în vedere o persoană care a cazut şi

poate ramane imobilizată. Scopul swarm-ului de roboţi va fi patrularea încăperii, detectarea şi

localizarea persoanei în cauză. Chiar mai mult, odata cu localizarea persoanei, sistemul va

decide asupra stării de constientă şi dupa caz va declanşa o alarma, va contacta un cadru

medical sau va implementa o sarcina particularizata persoanei (localizarea şi transportarea

unor medicamente, a unui inhalator, a unei maşti de oxigen sau poate chiar a unui baston).

Motivaţia privind lucrarea de faţa se poate exprima prin dorinţa de a realiza o aplicaţie

care pune în valoare în mod neaşteptat aceste domenii de cercetare oferind o soluţie practică

cu scop final în îmbunătăţirea vieţii de zi cu zi.