AI leert robots om water te zien

Mon Aug 15 2022

08 15

AI leert robots om water te zien

27/06/2022

Door Ad Spijkers

Een team van onderzoekers van de Carnegie Mellon University in Pittsburgh leerde een robot om met behulp van AI water te leren herkennen en in een glas te gieten.


     

Water is lastige uitdaging voor robots omdat het helder is. Ze hebben eerder geleerd hoe ze water moeten gieten, maar andere technieken passen niet goed in het dagelijks leven. Denkt u aan het verwarmen van het water, het gebruik van een thermische camera of het plaatsen van het glas voor een dambordachtergrond,. Een eenvoudigere oplossing zou kunnen zijn dat robotservers waterglazen kunnen vullen, robotapothekers medicijnen kunnen meten en mengen, of robottuiniers planten water geven.

Beeldvertaling

Algoritmen voor het vertalen van afbeeldingen gebruiken verzamelingen afbeeldingen om kunstmatige intelligentie te trainen. Ze kunnen dan afbeeldingen van de ene stijl naar de andere converteren, zoals het transformeren van een foto in een schilderij in Monet-stijl of het laten lijken van een afbeelding van een paard op een zebra. Voor dit onderzoek gebruikte het team een methode genaamd contrastief leren voor ongepaarde beeld-naar-beeld vertaling.

Er is een manier nodig om het algoritme te vertellen wat de juiste en foute antwoorden zijn tijdens de trainingsfase van het leren. Het labelen van gegevens kan echter een tijdrovend proces zijn, vooral om een robot water te leren gieten, waarvoor de mens misschien individuele waterdruppels in een afbeelding moet labelen.

Maar zoals een model kan worden getraind om een afbeelding van een paard te vertalen om eruit te zien als een zebra, kan het worden getraind om een afbeelding van gekleurde vloeistof te vertalen naar een afbeelding van transparante vloeistof. De onderzoekers hebben dit model gebruikt om de robot in staat te stellen transparante vloeistoffen te begrijpen.

Helder en gekleurd

Een transparante vloeistof zoals water is moeilijk te zien voor een robot omdat de manier waarop het licht reflecteert, breekt en absorbeert, varieert afhankelijk van de achtergrond. Om de computer te leren verschillende achtergronden te zien door een glas water, speelde het onderzoeksteam YouTube-video's af achter een doorzichtig glas vol water. Door het systeem op deze manier te trainen, kan de robot water gieten tegen verschillende achtergronden in de echte wereld, ongeacht waar de robot zich bevindt.

Met deze methode kon de robot het water in een glas gieten tot het een bepaalde hoogte bereikte. Het experiment werd vervolgens herhaald met glazen in verschillende vormen en maten. Volgens de wetenschappers is er ruimte voor toekomstig onderzoek om deze methode uit te breiden. Zo kunnen ze verschillende lichtomstandigheden toevoegen, de robot uitdagen om water van de ene container naar de andere te gieten, of niet alleen de hoogte van het water maar ook het volume schatten.

Foto: Carnegie Mellon University