在印度德里攻读本科学位期间，阿米莎·巴斯卡尔（Amisha Bhaskar）曾前往一个残疾退伍军人疗养院进行实地考察，在那里她遇到了一位失去双手的男子。当她问他什么样的技术能够改善他的生活时，他的回答给她留下了不可磨灭的印象：他想要一些能够让他自己照顾自己，而不是被迫依赖他人的东西。
如今，巴斯卡尔是马里兰大学计算机科学专业的二年级博士生，她将这位受伤退伍军人的广泛请求作为自己的研究领域。在机器人算法与自主系统实验室与其他人合作，她正在开发一种创新的机器人工具，以帮助行动不便者自己进食。
上个月，在日本横滨举行的IEEE国际机器人与自动化会议（ICRA 2024）上，该团队的工作得到了认可。巴斯卡尔作为第一作者提交的论文在烹饪与机器人技术专题研讨会上获得了最高荣誉。该论文可以在arXiv预印本服务器上找到。
马里兰大学的研究人员表示，现有的机器人辅助喂食技术非常有限。商用机械臂具有固定的、预先编程的运动，只能在盘子上的特定位置拿起食物，而且它们无法检测是否已完成任务。
巴斯卡尔说：“它们不会在操作过程中学习，因此无论你想不想吃，或者食物是否被拿起，它们都会一直重复这个动作。”
她解释说，机器人辅助喂食可以分为两个步骤：“获取”步骤涉及餐具拿起食物，而传递步骤则是食物在不掉落或发生其他意外的情况下到达人的嘴里的过程。
巴斯卡尔和马里兰大学团队目前正在努力攻克“获取”步骤，他们的目标非常远大。虽然其他研究团队有时只把餐具上成功夹起一次食物算作成功，但马里兰大学团队的目标是清空整个盘子。
该系统必须能够识别和运输辅助护理环境中提供的各种食物——从液体食物到半固体食物如酸奶和豆腐，再到谷物。
研究人员表示，对于机器人来说，最大的挑战之一是在同一道菜中处理质地和稠度各异的食物。巴斯卡尔说，拉面就是一个复杂的场景，其中包括液态的肉汤、柔软的豆腐、固体的蔬菜和形状不规则的面条，这些都是最大的挑战。“每个元素都需要不同的策略，其中一些策略必须结合起来，”她说。
马里兰大学高级计算机研究所计算机科学副教授普拉塔普·托卡尔表示，跨学科的方法在该项目的成功中发挥了关键作用。
“我们正在研究的技术涉及计算机视觉、人工智能、深度神经网络、机械工程等多个领域——所有这些都需要无缝结合，以便使机器人系统既安全又高效地完成手头任务，”他说。
托卡尔是巴斯卡尔和另一位研究生刘锐的学术顾问，刘锐是计算机科学专业的三年级博士生，也在参与这个项目。
对于之前专注于计算机视觉和人机交互的刘锐来说，机器人辅助喂食是一个相对较新的研究领域。但和巴斯卡尔一样，刘锐也看到了这一领域改善人们生活的巨大潜力，尤其是老年人和行动不便者，他们很难自己进食。
其他团队成员包括维什努·D·夏尔马博士（2024年毕业）和史光耀博士（2023年毕业），后者现在是南加州大学的一名博士后研究员。
虽然该项目距离实际应用可能还有几年时间，但托卡尔对团队的进展充满信心，尤其是对巴斯卡尔和刘锐的积极性和专注度。
“这个项目的最棒之处在于，我们每次见面时，他们都会提出自上次见面以来的10个新想法，”托卡尔说。“不是我告诉他们要做什么，而是他们自己已经知道要做什么。我只是在帮助他们塑造自己的想法。
