De conjuntos de habilidades a um conceito geral
Pela primeira vez, o robô de assistência GARMI demonstra que pode combinar diretamente competências específicas e apoiar os idosos ao longo do dia. Com a ajuda de um gêmeo digital, inteligência artificial e ChatGPT, o assistente de cuidados da Universidade Técnica de Munique (TUM) realiza tarefas de cuidado, como levar água e café da manhã à beira do leito, marcar consultas médicas e configurar e facilitar exames telemédicos. Também ajuda os destinatários dos cuidados a sair da cama e fazer exercícios de reabilitação.
O robô de assistência GARMI está se tornando cada vez mais versátil e inteligente. Como demonstraram pesquisadores do Instituto de Robótica e Inteligência de Máquinas de Munique (MIRMI) da TUM na Conferência Internacional de Robótica e Automação (ICRA) de 2024 em Yokohama, Japão, o robô não apenas entende vários comandos via ChatGPT. Também implementa e executa de forma autônoma uma ampla gama de tarefas e habilidades, como agarrar objetos, manobrar com segurança e comunicar-se com os pacientes. Além disso, marca consultas com médicos para exames telemédicos. “GARMI agora é capaz de executar as diversas habilidades individuais que lhe ensinamos nos últimos anos, de forma segura e sob demanda, via ChatGPT”, explica o líder do projeto Geriatronics, Dr. Abdeldjallil Naceri.
Interação homem-robô: as ferramentas devem ser confiáveis e seguras
Para conseguir isso, os pesquisadores estão combinando diversas inovações tecnológicas. Antes de tentar interações humanas no mundo real, um gêmeo digital é usado para evitar colisões e garantir que os movimentos do robô sejam seguros. A inteligência artificial (IA) ajuda a GARMI a agarrar e entregar xícaras e copos sem derramar líquido. E o ChatGPT atua como um elo entre o robô, pacientes, fisioterapeutas e médicos. O professor Naceri traça um paralelo entre as inovações no GARMI e a condução autônoma: “Antes que uma nova função, como a assistência ao estacionamento autônomo, seja disponibilizada aos motoristas do mundo real, são necessárias muitas etapas de desenvolvimento.” diz o pesquisador. “O mesmo se aplica à robótica de cuidados. Como esta tecnologia será usada onde houver pessoas presentes, ela deve ser 100% segura e confiável”.
Assistente de atendimento com ChatGPT, Digital Twin e mãos semelhantes às humanas
Os investigadores da TUM fizeram progressos significativos especialmente em três áreas:
1. Destreza – agarrar e mover-se com precisão à distância
Agarrar: Os investigadores combinaram uma câmara, um braço robótico com sete articulações, uma mão artificial e inteligência artificial para permitir ao GARMI simular a forma como os humanos agarram objectos. Primeiro, a câmera tira uma foto do objeto a ser capturado e o identifica como um copo, cilindro ou bola por meio de redes neurais. Como a câmera só vê o objeto de um lado, o sistema adiciona áreas não visíveis, como uma xícara, comparando o que vê com outras imagens e reconstruindo um objeto 3D completo. Os pesquisadores usam um mapa de calor com classificação de cores que indica as probabilidades de várias representações do objeto corresponderem à sua aparência real. Isto permite decidir a posição ideal da mão para segurar uma xícara, por exemplo. O sistema complexo agora consegue fazer isso corretamente nove em cada dez vezes. “Depois de funcionar com um copo, nosso sistema pode transferir a metodologia para todos os outros formatos de copo”, diz Naceri.
Mover objetos à distância: Os pesquisadores desenvolveram uma configuração experimental especial para investigar se os médicos podem trabalhar em conjunto com os pacientes por meio da telecirurgia. Para fazer isso, eles desenharam formas simples em uma mesa digitalizadora. A GARMI estava equipada com uma caneta em uma mão e uma câmera na outra. A uma sala de distância, a tarefa da GARMI era transferir os desenhos dos pesquisadores para uma tela – em outras palavras, projetar um desenho simples em um sistema robótico complexo. Descobriu-se que os melhores círculos, quadrados e triângulos foram criados quando a GARMI usou a câmera de forma autônoma. Esta descoberta será incorporada na colaboração entre médicos e pacientes no futuro. Por exemplo, é essencial posicionar as sondas de ultrassom com a maior precisão possível e realizar os movimentos corretamente durante os exercícios de reabilitação.
Perceber e navegar pelos arredores: Em um novo artigo de pesquisa, os pesquisadores mostram como as ferramentas podem ser manobradas em torno dos objetos. O desafio é ficar de olho nas distâncias e ao mesmo tempo avaliar corretamente a mobilidade do braço do robô com todas as suas articulações. Se isso for bem sucedido, o robô pode até mesmo desviar das bolas lançadas contra ele.
2. Segurança: O robô tátil tem um tempo de reação de 1 milissegundo
O GARMI processa informações em um tempo de ciclo de 1 milissegundo (ms). Isto se aplica igualmente à percepção, interação e navegação. Os sensores de força nos braços do robô registram o menor contato e reagem imediatamente. Se um humano acidentalmente esbarrar no braço do robô, ele para em um milésimo de segundo por razões de segurança. Humanos e robôs inicialmente se encontram como gêmeos digitais em um ambiente virtual para descartar acidentes. Isto é essencial, pois o robô de assistência pode, teoricamente, atingir velocidades de até 20 km/h em uma casa de repouso. Na simulação computacional, a GARMI usa a Unidade de Movimento de Segurança para registrar através de sensores e diminuir a velocidade se uma pessoa estiver muito próxima. Quando a pessoa se afasta, o GARMI acelera novamente.
3. Idioma: ChatGPT usa uma lista de comandos
A ferramenta de IA ChatGPT funciona como um tradutor entre tecnologia e humanos. Ele aprendeu vários comandos, como “Iniciar a reabilitação”, “Mostre-me a previsão do tempo para amanhã” ou “Ligue para o médico”. GARMI utiliza esta ferramenta para se comunicar com os pacientes. Os pesquisadores possuem atualmente uma lista de 15 a 20 comandos que desencadeiam determinadas ações. “Potencialmente, podemos expandi-lo tanto quanto quisermos”, diz o pesquisador de robótica Naceri. “Isso fará do MIRMI um dos primeiros institutos onde robôs e humanos interagem usando ChatGPT.”
GARMI ainda aprendendo a lidar com o ambiente humano
O novo GARMI universal está agora ativo num apartamento modelo em Garmisch-Partenkirchen. O principal campo de pesquisa será o desenvolvimento de mãos capazes de realizar tarefas ainda mais refinadas. Passarão vários anos até que o GARMI seja finalmente usado em lares de idosos. “É como o carro autônomo”, diz Naceri. “Muito progresso já foi feito, mas ainda faltam alguns detalhes antes que esteja pronto para o ambiente humano”.
