为什么我会研发大白这样的医疗大白机器人玩具,现实里它到底能做什么

You do not have permission to get URL '/' from this server.医疗机器人正在合肥研发 拥有“大白”不是梦
1996年的春晚上,郭达、蔡明的小品《机器人趣话》让观众捧腹大笑,至今难忘,蔡明扮演的机器人保姆不仅能端茶倒水、捏腰捶背,还长相靓丽,能说会道。如果说彼时大多数人对机器人还是怀揣期待,那么现如今,很多技术已经在机器人身上变成现实。诞生于合工大的机器人不仅能干活,还会“读心术”,它能感觉到主人的情绪,还能根据主人的喜好做出动作“讨好”主人。科大讯飞则正在进行机器人“超脑”工程,给机器人装上“大脑”,让它们学会理解与思考,不仅可以阅卷改作文题,还可以化身“大白”,成为虚拟医生。
有表情的机器人 有助于跨越“恐怖谷”
“任思思姑娘”和“任福继博士”是2013年落户合工大情感计算研究所的。昨天,他们穿着漂亮的衣服,向到访的记者展示开心、生气、惊讶等情绪。合工大情感计算研究所所长孙晓介绍,现在这两款机器人可以表达6种情绪,并能从人的语气、说话内容以及表情感知到人的情绪。
在机器人外形与动作越来越接近“真人”的时候,日本研究者曾提出“恐怖谷理论”——人会感觉机器人像“僵尸”一般。孙晓表示,让机器人能够感知情感、表达情感,有助于帮助人类跨越对机器人的“恐怖谷”效应。
孙晓介绍,合肥工业大学情感计算研究所主要从事先进智能、情感计算、大规模知识获取的基础理论研究工作,并以研制具有情感的先进智能机器人(情感机器人)作为核心应用点。目前研制的人形情感机器人平台,通过文本内容、音频特征、面部表情特征等,判断人的情感状态。比如,“今天天气真好!”当人说这句话时,能“读心”的机器人不仅能理解文字内容,还能通过摄像头捕捉到人的笑意、感知语气的不同,从而判断人要表达的情感。
“目前,情感机器人全身有48个自由度,面部有12个自由度。”孙晓介绍,比如,微笑的时候算一个自由度,眼皮睁开合下算一个自由度。
编辑:赵艳芳责任编辑:徐婷
昆明信息港官方微信& 拥有“大白”,能否变成事实?
拥有“大白”,能否变成事实?
我国著名疼痛医学专家、全国三叉神经痛研究中心主任彭胜3月22日宣布,其领衔开展的国家863计划项目“智能机器人三叉神经3D导航技术”已通过国家监管部门批准,正式应用于临床。这是全球首个将智能机器人应用于临床治疗三叉神经痛的创新医疗技术。这也是医疗机器人技术取得的又一突破。
最近医疗机器人被影片《超能陆战队》里一个叫“大白”的家伙弄得确实很火。这个会在听到主人惨叫时自动激活、扫描人体体征、提供医疗服务,还会在你心情不佳时,主动给个拥抱的医疗机器人简直成了众人心目中的“治愈系神宠”。
人人都想抱一个圆圆胖胖,长得像个充气棉花糖似的大白回家,那么有这样一个又萌又暖的私人健康顾问,离我们的现实生活还有多远?
——新闻缘起——
又治病又暖心 电影大白萌萌哒
《超能陆战队》讲述的是14岁精通机器人技术的小神童宏和医疗机器人大白的故事。影片里的大白当你不需要它的时候,它是一枚高冷的胖子;当你需要它的时候,它便化身贴心暖男。当主人受伤嗷地叫出声的时候,它会察觉你需要医疗护理,自动激活,随后对你进行人体体征扫描,根据你的症状通过储存在体内的芯片中的医疗知识,为你提供医疗护理、电击等。它的口头禅是:“在1到10十个等级里,你用几级来形容你的疼痛?”问的时候还伴随一个由笑脸变化至哭脸的图案显示在胸口。大白可以说是人类理想的未来医疗机器人,它集合了三大技术产业——、人工智能和机器人制造。
电影中的大白能够萌化所有观众的心,现实中 的各种“大白”则显著推动了现代医疗技术的发展,市场潜力和发展前景令人期待。美国、英国、日本、法国、瑞士、以色列、韩国以及新加坡等国的学术机构和公司,均设立了与医疗机器人相关的研究机构,开发出多种系统原型,部分已经形成商业化产品。
——核心关注——
并非白日做梦 大白初现端倪
医疗机器人是近几年在多学科交叉领域中兴起,并且越来越受到关注的前沿课题。从功能上,医疗机器人可分为5种类型:辅助内窥镜操作机器人、辅助微创外科手术机器人、远程操作外科手术机器人、虚拟手术机器人和微型机器人。
自首个商业化手术机器人于1994年在美国推出以后,20多年来,几乎在各个医学领域,都能看到医疗机器人的身影。
而大白虽然融合了人类对于未来医疗机器人的种种幻想,但是它的一些能力在现实中也能稍见端倪。微软的KinectOne体感器目前已经可以通过截取人体体表的颜色,来识别肌肉拉伸、体表温度和心率。这一点与大白扫描人体的能力有些类似。国内也有团队在利用普通摄像头和OpenCV相关技术来完成类似的任务。点康科技就号称能够利用摄像头测血压。
日本丰田公司早在2011年就发布了4种应用在医疗护理领域的机器人,用于帮助由于下肢瘫痪等原因而行动不便的病人行走;安川公司发明的康复机器人,可用以辅助病人自行恢复肢体损伤。
2013年1月,美国iRobot和InTouch Health两家公司合作开发出了第一台通过美国食品和药物管理局认证的医疗机器人RP-VITA,该机器人可以对心血管、神经外科、心理等疾病以及怀孕妇女和急救患者进行评估和诊断。
RP-VITA的底座粗重,顶部是一个显示屏,用来确保患者和医生能相互看到对方。此外,RP-VITA还内置了功能强大的摄像系统、麦克风和软件,让医生可以通过高分辨率的视频来检查患者。它装有导航和避障软件,能自由行走。医生可通过iPad应用来操控机器人,只要点选屏幕上的病房号码或特定地点,下达指令后机器人便可自动到达。它采用触控式交互界面,让医生可直接和病人沟通,并内嵌有B超、耳镜、电子听诊器等诊断设备,即便没有医生,患者在家也能享受到最专业的医疗陪护。RP-VITA还整合了先进的远程医疗和电子病历技术,能让医生从远程获取所需的信息,并进行实时的诊断工作。
今年2月,我国首台医疗机器人“卫护”也在上海浦东落户。“卫护”机器人内置电脑系统,可接收和传输各种信号,安装有摄像机和屏幕,可进行智能对话。浦东医院的医生只要接入无线网络,在任何地方用台式或便携电脑、手机或iPad即可远程遥控和驱动机器人给病人做检查,与病人进行“面对面”交流,实现远程巡诊。
——专家观点——
柔软外表容易 高度情商很难
虽然功能各异的医疗机器人正在改变传统医疗模式,迅速提升病人的生命质量。但是我们仍然希望有一个像棉花糖一样柔软,能随时察觉主人情绪变化,并送上贴心拥抱的大白。
“机器人的外表和其使用的材质有关,想要机器人外表柔软不难做到。”中科院自动化研究所研究员乔红说,现在科学家考虑到要避免机器人在与人类互动时伤人,所以人机交互的机器人不会采用很硬的材质。美国就做了很多这种柔软材质的医疗机器人。
据介绍,大白的外形灵感就源自于美国卡内基梅隆大学的软机器实验室。该实验室就在研发柔软的机器人,包括可充气、没有威胁性的乙烯塑料手臂。卡内基梅隆大学的官方网站表示,除了不能飞之外,大白的身体是可以制作出来的。这种可膨胀的充气机器人,既强壮又很轻,它的外膜还可以使其免于受到气体和液体的损坏,可以应对恶劣的天气。
然而乔红表示,虽然机器人拥有柔软外表很容易,但是要想机器人有颗大白那样“暖暖”的内心可就有点难了。
她说,机器人读懂人类的表情是可以做到的。例如首先你可以告诉机器人悲伤时人的嘴角是下拉的,高兴的笑时人的眼睛是弯弯的,然后机器人就会通过摄像头来识别人脸信息,根据人嘴型和眼型的变化做出判断,从而读懂人类表情。你还可以给机器人大量不开心或开心的脸的案例,然后告诉它哪个是不开心、哪个是开心,它就可以通过案例自我学习得出对表情的判断。但是机器人要想读懂人类的真实情绪却是比较困难的,因为表情不代表情绪。比如同样是笑,有开心的笑,有冷笑,有的表面笑但内心苦闷,人的表情具有掩饰性,这就给机器人识别造成了难度。
此外,要想让机器人拥有情绪更是一件非常困难的事情,乔红说,因为情绪与人的价值观有关,机器人没有价值观,因此它不会有情绪。情绪属于精神层面的东西,与人的身体状态以及各种激素腺素有关,生物的情感体验建立在细胞生化反应的基础之上,机器暂时无法体验出这种感觉。“除非以后我们也让机器人拥有类似人类的这些器官,把生化技术和电子大脑技术结合起来,它可能才能产生真正的情绪。”目前对人工智能的研究仅限于电子神经元系统方面的研究,尚未涉及和生化技术的融合。
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医疗机器人:提高医生能力 减轻患者痛苦
近年来,医疗机器人已经成为先进机器人领域的前沿性学术方向,大大促进医疗,尤其是外科手术的微创化和智能化发展。医生受制于人体生理结构,在操作精度、稳定性、抗疲劳能力和抗辐射能力等方面有很大局限。医疗机器人北京市工程实验室主任张送根博士介绍说,智能型手术及医疗机器人,有广泛的感觉系统、智能和模拟装置,涉及医学成像、图像分析、运动分析及虚拟现实等多个学科的最新成果,能够全面扩展人类能力极限,提高医生的手术及诊疗技能,辅助医生进行手术规划、仿真、操作等过程;可提高手术及诊疗质量,减少手术差错率;提高微创手术精准度,减轻患者痛苦,避免病人感染,缩短康复周期;降低辐射危害等,成为未来医疗领域研发的必然趋势。
与其他机器人相比,医疗机器人还具有独特优势:在医院、街道、家庭等多种环境下工作,决定了医疗机器人要具有移动性与导航、识别与规避能力,还有智能化的人机交互界面,并在需要人工控制的情况下,具备远程控制能力;医疗机器人的材料选择和结构设计,都以易消毒和灭菌为前提,安全可靠且无辐射;以人作为操作对象的医疗机器人,要具有对状况变化的适应性,对作业的柔软性以及对人体和精神的适应性等;医疗机器人之间及医疗机器人和医疗器械之间具有或预留通用的对接接口,如人机交互接口等。(责任编辑:西西 来源:科技日报)
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发帖人:天涯倦客1
丰田——2011年发布了4种应用在医疗护理领域的机器人,用于帮助由于下肢瘫痪等而行动不便的人行走,包括“独立行走助手”、“行走练习助手”、“平衡练习助手”、“帮助移乘助手”。丰田专务董事井上洋一说:“随着少子和老龄化的加剧,用于护理与医疗的助手机器人会越来越重要”
安川——2014年发布了康复机器人,辅助患者进行肢体康复。不过他们的产品,更多的是原有康复器材的自动化改型,更符合人体工学,更提高医护的护理效率。
HAL——日本筑波大学企业CYBERDYNE的产品HAL(Hybrid Assistive Limb)是世界上第一款作为可穿戴助力系统通过ISO13482认证的设备,它的医用改进型更是作为医疗设备通过了欧盟CE认证。它被设计用来帮助下肢肌肉萎缩的患者,当你想要站起来、行走、停住、抬起腿上下楼梯时,它都会恰如其分的来帮助你完成。
你可以将HAL称之为可穿戴机器人,从名称缩写上可以看出向库布里克的2001太空漫游致敬的意思,那部电影里的机器人就叫HAL。
创造人工智能
一个医疗机器人的人工智能需要多强?可能是科幻电影对人工智能有太多的想象,从灭绝人类的天王,到《人工智能》里近乎完美人类的裘德洛。但其实人工智能早就在大家的生活里了,这些被细密设计的“软件”旨在帮助你提高效率。也许现在的医疗机器人的人工智能不能取代医生,但是肯定有办法让你更健康。
大白最大的任务就是通过摄像头等设备,扫描目标用户,感知其体征、健康数据和情绪,然后采取措施进行健康护理。在动画里,主人公阿宏两次被大白抱住,一次是因为自己哥哥去世,心情的低落被大白扫描到;一次是掉入水中,被大白感知到体温下降,而被抱住。大白还调整了自身的温度,来提高阿宏的体温。想想这是不是跟NEST很像?其实NEST就是以物联网、人工智能和机器人才被Google看中并收购的。
这里笔者整理几个可制造大白的公司的产品。
JIBO——作为家居应用的代表,相比DeepMind和IBM的沃森,没有那么聪明,但他们有个重要功能——语音互动和情绪识别。JIBO的系统利用 NLP(神经语言程序学)来理解命令甚至日常会话。能够识别用户及其家人,通过用户的不同,以及识别用户情绪的不同,来进行不同的语音互动。
Nest——来自美国人对恒温器的使用习惯,能够学习用户对温度的敏感程度,通过物联网对周边环境温度等的变化,来调节所有联结在NEST上的设备,从而达到用户喜欢的室温、湿度等等。
DeepMind——这是Google在收购NEST之后收购的人工智能公司的名称,他们被并入了Google最老牌的搜索小组,被赋予的任务就是做知识。是不是很高大上?那是因为DeepMind的深度学习算法,让他们的人工智能已经具备学习能力,此前在CES上,他们展示了DeepMind如何“玩”一个全新的游戏。一个医生教几次,他的机器人就会诊疗了,这个未来看起来不错吧?
机器人的视觉
除了满足自动化的人工智能,大白那个扫描人体的能力也是必不可少的,而这样的黑科技在现实里是有参照物的,这就是最近拿出Hololens这样神物的微软。他们的Kinect One(电脑版名为Kinect V2,此处简写为Kinect2)常年吊打深度摄像头领域的对手们,就是大白最好的视觉设备啦。
Kinect2——微软选用了TOF来代替结构光(Kinect1的技术)。目前已经可以识别肌肉拉伸、体表温度和心率——这些都是健康护理中需要的数据。实现的原理,用温度和炎症来简单举例,就是通过截取人体体表的颜色,来识别其温度,准确率还在进化。
国内也有团队在利用普通摄像头和OpenCV相关技术来完成类似的任务——点康科技号称能够利用摄像头测血压技术,不过笔者没有实地验证过。
我们怎么做
作为在家庭服务机器人和远程医疗机器人领域创业的团队,我们目前基于开源的ROS(机器人系统),制作了大小两种护理机器人,主要是面向小孩和老人。核心功能与Intouch Health类似,就是远程控制。
另外,为了让目标用户群接受机器人,我们在机器人中放入了仿生压力感应器和自然语言合成芯片,这样机器人就能够感受到至少10级的抚摸,并给予互动。结合自然语言处理系统,机器人可以合成用户熟悉的声音来代替机器人声音,做到读文字信息和语音互动的功能。比如一个视力不好的老人,就可以合成他儿女的声音,为老人读短信,提醒她吃药等等。
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