محققان سیستم دستخط رباتیک با هوش مصنوعی را توسعه می‌دهند

به گزارش خبرنگار گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پیشرفت‌های اخیر در رباتیک و هوش مصنوعی (AI) امکان توسعه طیف گسترده‌ای از سیستم‌ها را با ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد طراحی‌شده برای کاربرد‌های مختلف در دنیای واقعی فراهم می‌کند. اینها شامل روبات‌هایی می‌شوند که می‌توانند در فعالیت‌هایی که به طور سنتی فقط توسط انسان انجام می‌شود، مانند طراحی، نقاشی و حتی دست‌نویسی اسناد شرکت کنند.

این ربات‌ها می‌توانند کاربرد‌های جالبی در زمینه‌های حرفه‌ای و خلاقانه داشته باشند، زیرا می‌توانند به خودکارسازی رندر‌های هنری، اسناد قانونی، نامه‌ها و سایر اسناد در زمان واقعی کمک کنند. اکثر سیستم‌های رباتیک دست خط تا به امروز دارای محدودیت‌های قابل توجهی مانند هزینه‌های تولید بالا (حدود ۱۵۰ دلار) و اندازه بزرگ هستند.

دو محقق وابسته به سازمان جهانی دانشجویی غیرانتفاعی App-In Club اخیراً یک سیستم دستخط رباتیک جدید و مقرون به صرفه ایجاد کرده‌اند که می‌تواند برای مصرف کنندگان، مدارس، دانشگاه‌ها و مشاغل کوچک مقرون به صرفه‌تر باشد. این سیستم که در مقاله‌ای بر روی سرور preprint arXiv معرفی شده است، یک میکروکنترلر Raspberry Pi Pico و سایر اجزای قابل تولید از طریق چاپ سه بعدی را یکپارچه می‌کند.

تیانی هوانگ و ریچارد شیونگ نوشتند: «این مقاله یک سیستم دستخط رباتیک مقرون به صرفه را معرفی می‌کند که برای تکرار دست‌خط انسان‌مانند با دقت بالا طراحی شده است». این سیستم با ترکیب یک میکروکنترلر Raspberry Pi Pico، اجزای پرینت سه بعدی و یک مدل تولید دست خط مبتنی بر یادگیری ماشین که از طریق TensorFlow پیاده سازی شده است، متن ارائه شده توسط کاربر را به مسیر‌های حرکتی واقعی تبدیل می‌کند.

در مقایسه با سیستم‌های دستخط روباتیکی که قبلاً معرفی شده بودند، سیستم طراحی و ساخته شده توسط این محققان ارزان‌تر و همه‌کاره‌تر است، زیرا به جای اجزای فلزی معمولی بر قطعات پلاستیکی سبک‌وزن تولید شده از طریق چاپ سه‌بعدی متکی است. علاوه بر این، محققان اجزای پرینت سه بعدی را با استفاده از راه‌حل‌های مکانیکی ساده‌تر، به عنوان مثال، جایگزینی تسمه‌های تایم مورد استفاده در سیستم‌های قبلی با پیچ‌های سربی، یکپارچه کردند.

این سیستم جدید همچنین از نظر انرژی کارآمد است و به راحتی می‌توان آن را برای ایجاد انواع مختلف اسناد دست نویس سفارشی کرد. محققان همچنین آن را با یک مدل مبتنی بر یادگیری ماشین برای تولید دست خط ترکیب کردند که از طریق کتابخانه منبع باز جاوا اسکریپت TensorFlow.js پیاده سازی کردند.

هوانگ و شیونگ سیستم خود را در یک سری آزمایش ارزیابی کردند، جایی که از آن برای نوشتن خطوط مختلف متن تولید شده توسط مدل دستخط یادگیری ماشینی زیرین آن استفاده شد. سپس متن نوشتاری ایجاد شده توسط سیستم روباتیک با نسخه‌های اصلی مقایسه شد و آنها را با نسخه‌های چاپی خطوط تولید شده توسط ماشین پوشانید.

نویسندگان نوشتند: با استفاده از مواد پرینت سه‌بعدی سبک و طراحی‌های مکانیکی کارآمد، این سیستم به مجموع هزینه سخت‌افزاری تقریباً ۵۶ دلاری دست می‌یابد که به‌طور قابل‌توجهی از جایگزین‌های تجاری کمتر است. “ارزیابی‌های تجربی دقت دست خط را در ± ۰.۳ میلی متر و سرعت نوشتن تقریبا ۲۰۰ میلی متر در دقیقه نشان می‌دهد و سیستم را به عنوان یک راه حل مناسب برای برنامه‌های آموزشی، تحقیقاتی و کمکی قرار می‌دهد. 

یافته‌های آزمایش‌های اولیه انجام‌شده توسط محققان امیدوارکننده است، زیرا سیستم آنها می‌تواند خطوط دست‌نویس واقعی را تولید کند که نسخه‌های چاپی دست‌خط تولید شده توسط هوش مصنوعی را کاملاً منعکس می‌کند. در آینده، این سیستم امیدوارکننده می‌تواند در مقیاس بزرگ‌تر ساخته و تجاری‌سازی شود و به طور بالقوه به دست‌خط روباتیک برای طیف وسیع‌تری از مصرف‌کنندگان در دسترس‌تر کمک کند.