Onderzoekers van de University of Southern California (USC) hebben een robothand ontwikkeld die een melodie kan horen en die vervolgens op een toetsenbord kan naspelen. Daarvoor heeft het systeem slechts enkele minuten nodig om zelfstandig te oefenen.
De robothand beschikt over vier peesgestuurde vingers die worden aangestuurd door kleine elektromotoren. Met behulp van neurale netwerken analyseert het systeem een melodie en vertaalt die naar bewegingen waarmee de noten op een toetsenbord worden gespeeld.
Om te leren spelen maakte de robot gebruik van een methode die de onderzoekers motor babbling noemen. Daarbij drukte de hand twee minuten lang willekeurig toetsen in, terwijl het systeem de bijbehorende geluiden en bewegingen vastlegde. Na deze korte trainingsperiode kon de robothand een onbekende melodie van ongeveer dertig noten beluisteren en direct naspelen, zonder bladmuziek of vooraf geprogrammeerde muziekstukken.
Het onderzoek stond onder leiding van promovendus Hesam Azadjou van USC, onder begeleiding van professor Francisco Valero-Cuevas. De resultaten zijn gepubliceerd in het Journal of the Royal Society Interface.
Volgens Valero-Cuevas gaat traditionele robotica vaak uit van het idee dat een machine alleen goed kan functioneren met perfecte informatie. “Dieren werken niet zo. Ze nemen waar, maken een inschatting en passen zich aan. We wilden laten zien dat een robot hetzelfde kan doen.”
De onderzoekers zien hun werk als een voorbeeld van zogeheten perceptuele robotica. Daarbij leren machines door waar te nemen, te experimenteren en zich aan te passen, in plaats van uitsluitend te vertrouwen op uitgebreide programmering of enorme hoeveelheden trainingsdata.
De technologie zou uiteindelijk kunnen worden ingezet voor onder meer revalidatie, protheses, fysiotherapie en hulpmiddelen voor mensen met bewegingsstoornissen, zoals de ziekte van Parkinson. Ook liggen er volgens de onderzoekers kansen voor thuistherapie, waarbij systemen zich automatisch aanpassen aan de behoeften van individuele patiënten.
De robothand is voorlopig nog een prototype. Het onderzoek werd ondersteund door de National Science Foundation en DARPA, het onderzoeksagentschap van het Amerikaanse ministerie van Defensie.
Foto credit USC Viterbi School of Engineering
