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自动化书写:研究人员开发出经济高效、人工智能增强的机器人手写系统

2025-01-22 17:48:10 英文原文
A cost-effective and AI-enhanced robotic handwriting system
系统框架的标记模型,概述了组件的排列及其总体设计。图片来源:Tianyi Huang 和 Richard Xiong。

机器人技术和人工智能 (AI) 的最新进展使得各种具有独特特性的系统的开发成为可能,这些系统专为不同的现实世界应用而设计。其中包括可以从事传统上只能由人类完成的活动的机器人,例如素描、绘画甚至手写文档。

这些机器人在专业和创意领域都有有趣的应用,因为它们可以帮助实时自动创建艺术效果图、法律文件、信件和其他文档。最多 迄今为止,仍存在相当大的局限性,例如生产成本高(约 150 美元)和尺寸大。

全球学生非营利组织的两名研究人员应用俱乐部最近开发了一种新的经济高效的机器人手写系统,对于个人消费者、学校、大学和小型企业来说可能更实惠。该系统引入了arXiv预打印服务器,集成了 Raspberry Pi Pico 微控制器和其他可通过 3D 打印生产的组件。

“本文介绍了一种经济高效的机器人手写系统,旨在高精度地复制类似人类的手写内容,”黄天一和理查德·熊写道。“该系统结合了 Raspberry Pi Pico 微控制器、3D 打印组件以及通过 TensorFlow 实现的基于机器学习的手写生成模型,可将用户提供的文本转换为真实的笔画轨迹。”

A cost-effective and AI-enhanced robotic handwriting system
人工智能生成的笔迹(左)和机器复制的笔迹(右)的并排比较。图片来源:Tianyi Huang 和 Richard Xiong。

与之前推出的机器人手写系统相比,这些研究人员设计和制造的系统更便宜、用途更广泛,因为它依赖于通过 3D 打印生产的轻质塑料组件,而不是传统的金属组件。此外,研究人员使用更简单的机械解决方案集成了 3D 打印组件,例如,用丝杠取代了以前系统中使用的同步带。

这个新系统还非常节能,并且可以轻松定制以创建不同类型的手写文档。研究人员还将其与基于机器学习的手写生成模型结合起来,并通过开源 JavaScript 库 TensorFlow.js 实现了该模型。

Huang 和 Xiong 在一系列测试中评估了他们的系统,该系统被用来编写由其底层机器学习手写模型生成的各种文本行。然后将机器人系统创建的书面文本与原始文本进行比较,并将其与机器生成的线条的打印版本覆盖。

作者写道:“通过利用轻质 3D 打印材料和高效的机械设计,该系统的硬件总成本约为 56 美元,大大低于商业替代品。”“实验评估表明,手写精度在 ±0.3 毫米之内,书写速度约为 200 毫米/分钟,将该系统定位为教育、研究和辅助应用的可行解决方案。”

研究人员进行的初步测试结果令人鼓舞,因为他们的系统可以产生逼真的手写线条,这与人工智能生成的笔迹的印刷版本密切相关。未来,这个有前途的系统可以更大规模地制造并商业化,可能有助于让更广泛的消费者更容易地使用手写机器人。

更多信息:Tianyi Huang 等人,具有人工智能集成的经济高效的机器人手写系统,arXiv(2025)。DOI:10.48550/arxiv.2501.06783

期刊信息: arXiv

© 2025 Science X 网络

引文:自动化书写:研究人员开发出经济高效、人工智能增强的机器人手写系统(2025 年,1 月 22 日)检索日期:2025 年 1 月 23 日来自 https://techxplore.com/news/2025-01-automating-penmanship- effective-ai-robotic.html

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摘要

研究人员 Tianyi Huang 和 Richard Xiong 开发了一种经济高效的机器人手写系统,该系统集成了 Raspberry Pi Pico 微控制器和 3D 打印组件。该系统利用机器学习将文本转换为真实的笔画轨迹,实现±0.3毫米以内的高精度和约200毫米/分钟的书写速度。该硬件成本约为 56 美元,比现有的商业替代品更便宜。初步测试显示,在准确复制人工智能生成的笔迹方面取得了可喜的成果。这项创新旨在使手写机器人可用于教育、研究和辅助应用。