MỸ – Các kỹ sư tại đại học California San Diego (University of California San Diego – UC San Diego) đã phát triển một thiết bị đeo thế hệ mới, cho phép con người điều khiển máy móc bằng các cử chỉ hằng ngày, ngay cả khi đang chạy bộ, trên ô tô hoặc trên tàu giữa những cơn sóng biển.
Hệ thống này, được công bố trên tạp chí Nature Sensors, kết hợp các thiết bị điện tử có thể co giãn với công nghệ trí tuệ nhân tạo nhằm khắc phục một vấn đề đã tồn tại lâu nay trong công nghệ thiết bị đeo: nhận dạng tín hiệu cử chỉ một cách ổn định và đáng tin cậy trong môi trường thực tế.
Các thiết bị đeo được tích hợp cảm biến cử chỉ, hoạt động tốt khi khách hàng ngồi yên, nhưng tín hiệu bắt đầu bị nhiễu khi có quá nhiều chuyển động, theo lời giải thích của đồng tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Xiangjun Chen tại trường kỹ thuật Jacobs thuộc đại học UC San Diego. Điều này hạn chế tính ứng dụng thực tiễn của chúng trong cuộc sống hàng ngày. Tiến sĩ Chen chia sẻ: “Hệ thống của chúng tôi khắc phục được hạn chế này. Bằng cách tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo để làm sạch dữ liệu cảm biến nhiễu trong thời gian thực, công nghệ này cho phép các cử chỉ thông thường điều khiển máy móc chính xác trong môi trường năng động”.
Tiến sĩ Xiangjun Chen đang đeo thiết bị điều khiển máy móc
Công nghệ này có thể cho phép bệnh nhân đang trong giai đoạn phục hồi chức năng hoặc những người hạn chế khả năng vận động sử dụng các cử chỉ tự nhiên để điều khiển các thiết bị hỗ trợ robot (robotic aids) mà không cần dựa vào các kỹ năng vận động tinh (*). Trong lĩnh vực công nghiệp, công nhân và lực lượng cứu hộ có thể sử dụng công nghệ này để điều khiển công cụ và robot theo hình thức rảnh tay (hands-free control) trong những môi trường có cường độ vận động cao hoặc tiềm ẩn nhiều nguy hiểm. Công nghệ này còn có thể giúp thợ lặn và người điều khiển từ xa robot dưới nước bất chấp điều kiện nhiễu động mạnh do sóng gió. Đối với các thiết bị tiêu dùng, hệ thống này có thể giúp việc điều khiển bằng cử chỉ trở nên đáng tin cậy hơn trong cuộc sống hàng ngày. (*) Kỹ năng vận động tinh: là khả năng điều khiển các cử động nhỏ, chính xác và khéo léo của cơ thể, chủ yếu liên quan đến bàn tay, ngón tay và cổ tay, đồng thời cần sự phối hợp chặt chẽ giữa não bộ, cơ bắp và thị giác.
Theo các nhà nghiên cứu, đây là thiết bị đeo có giao diện người – máy đầu tiên hoạt động đáng tin cậy trong phạm vi rộng các nhiễu loạn chuyển động. Do đó, thiết bị có thể thích ứng và vận hành phù hợp với cách con người chuyển động.
Thiết bị này là một miếng dán điện tử mềm được gắn lên một vòng đeo tay bằng vải. Thiết bị tích hợp các cảm biến chuyển động và cơ bắp, bộ vi điều khiển bluetooth và pin có khả năng co giãn trong một hệ thống nhỏ gọn, nhiều lớp. Hệ thống được huấn luyện từ một tập dữ liệu tổng hợp gồm các cử chỉ và điều kiện thực tế, từ chạy và lắc đến chuyển động của sóng biển. Tín hiệu từ cánh tay được thu nhận và xử lý bởi một hệ thống học sâu (được điều chỉnh cho mục đích cụ thể), có khả năng loại bỏ nhiễu, diễn giải cử chỉ và truyền lệnh để điều khiển máy móc (như cánh tay robot) trong thời gian thực.
Tiến sĩ Chen chia sẻ: “Bước tiến này đưa chúng ta đến gần hơn với các giao diện người – máy mang tính trực quan và bền vững, có thể được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày”.
Hệ thống đã được thử nghiệm trong nhiều điều kiện động khác nhau. Các đối tượng tham gia sử dụng thiết bị để điều khiển cánh tay robot trong khi chạy, tiếp xúc với rung động tần số cao và dưới sự kết hợp của nhiều dạng nhiễu. Thiết bị cũng được kiểm chứng trong điều kiện mô phỏng đại dương bằng cách sử dụng chương trình mô phỏng nghiên cứu khí quyển và đại dương Scripps tại viện hải dương học Scripps thuộc đại học UC San Diego. Trong mọi trường hợp, hệ thống đều cho thấy hiệu suất chính xác và độ trễ thấp.
Thiết bị điều khiển được gắn cố định vào một vòng đeo tay bằng vải
Tiến sĩ Chen nói rằng: “Công nghệ này thiết lập một phương pháp mới nhằm nâng cao khả năng chịu nhiễu của các cảm biến đeo được. Giải pháp này mở đường cho các thiết bị đeo được thế hệ tiếp theo, không chỉ có khả năng co giãn và hoạt động không dây, mà còn có khả năng học hỏi từ các môi trường phức tạp cũng như từ từng người dùng riêng lẻ.”
Để xem các tin bài khác về “Thiết bị đeo”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Electronics Online
