Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Bez systemu wizyjnego robot sprawniej się porusza

Rekomendowane odpowiedzi

Stworzony na MIT robot Cheetah 3 potrafi skakać i biegać po nierównym terenie, chodzić po schodach, na których ustawiono przeszkody oraz szybko odzyskać równowagę, gdy ją straci. A wszystko to bez systemu wizyjnego.

Urządzenie waży nieco ponad 40 kilogramów i jest wielkości dorosłego labradora. Jego twórcy nie wyposażyli go w żadne kamery ani innego typu czujniki pozwalające „widzieć” otoczenie. Robot porusza się mniej więcej tak, jak człowiek w całkowicie ciemnym pokoju. Musi dotykiem wyczuwać otoczenie.

Istnieje bardzo dużo niespodziewanych sytuacji, w których robot powinien sobie poradzić bez zbytnego polegania na wizji. Obraz może wprowadzać dużo szumu, może być nieco niedokładny, a czasem po prostu niedostępny. Jeśli chcesz polegać na systemie wizyjnym, to robot musi niezwykle precyzyjnie się pozycjonować i będzie powolny. My chcemy, by nasz robot polegał na wrażeniach dotykowych. Dzięki temu poradzi sobie z przeszkodami podczas szybkiego przemieszczania się, mówi profesor Sangbae Kim, twórca Cheetaha.

Kim przewiduje, że w ciągu kilku najbliższych lat roboty będą wykonywały zadania zbyt niebezpieczne dla ludzi. Cheetah 3 został zaprojektowany z myślą o wykonywaniu takich zadań jak inspekcje elektrowni, co wymaga poruszania się po różnym terenie, w tym po schodach, przechodzenia przez krawężniki czy radzeniu sobie z przeszkodami. Istnieje wiele prostych zadań, do wykonania których możemy wysłać roboty zamiast ludzi. Niebezpieczne, brudne czy trudne prace można bardziej bezpiecznie wykonać za pośrednictwem zdalnie sterowanego robota, stwierdza uczony.

Sterujący Cheetahem 3 algorytm bez przerwy oblicza dla każdej z nóg trzy prawdopodobieństwa: prawdopodobieństwo kontaktu nogi z gruntem, prawdopodobieństwo oddziaływania siły wskutek takiego kontaktu oraz prawdopodobieństwo poślizgu.

Prawdopodobieństwa te są wyliczane na podstawie danych z akcelerometrów, żyroskopów i pozycji stawów w nogach urządzenia, z których dostarczane są informacje o kącie i wysokości nad gruntem.

Jeśli na przykład robot nastąpi na przeszkodę, która obsunie mu się spod nogi, jego pozycja ulegnie gwałtownej zmianie, dane dostaną dostarczone do algorytmu, który dla każdej z nóg wyliczy odpowiednie działanie pozwalające na odzyskanie równowagi. Algorytm sterujący został przetestowany w laboratorium i na zbudowanych tam schodach. Robot nie znał wysokości schodów ani rozkładu przeszkód. Musiał sobie radzić z nimi tak, jak radziłby sobie człowiek idący z zamkniętymi oczami.

Algorytm podejmując decyzje co do wymaganych działań usiłuje przewidzieć, jaki skutek działania te będą miały pół sekundy później. Wyobraźmy sobie, że ktoś kopnie robota z boku. Gdy dana noga robota ma kontakt z gruntem, algorytm musi zdecydować, z jaką siłą trzeba oddziaływać na grunt w sytuacji, gdy z lewej strony niespodziewanie przyłożono dodatkową siłę. Dojdzie do wniosku, że należy przyłożyć siłę ze strony przeciwnej. Musi jeszcze obliczyć siłę, którą trzeba przyłożyć oraz przewidzieć, jaki będzie to miało skutek pół sekundy później, wyjaśnia Kim. Tego typu obliczenia wykonywane są dla każdej nóg co 50 milisekund, zatem 20 razy na sekundę.

Cheetah 3 został też właśnie wyposażony w kamery, które dają mu ogólny obraz otoczenia i pozwalają wcześniej zauważyć ściany czy drzwi. Jednak głównym celem jest udoskonalenie nawigacji bez systemu wizyjnego.

Chcemy, by bardzo dobrze potrafił się kontrolować bez posiadania obrazu otoczenia. A gdy dodamy wizję, to – nawet gdy z kamer dostanie niewłaściwe informacje – jego nogi powinny poradzić sobie z przeszkodami. Co się bowiem wydarzy, gdy nadepnie na coś, czego kamera nie zauważyła? Co robot zrobi? To właśnie w takich przypadkach musi działać lokomocja bez systemu wizyjnego. Nie chcemy polegać zbytnio na obrazie.

 


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Radzi sobie z utrzymaniem równowagi. To jednak trochę mało. Ciekawe jak by sobie poradził z omijaniem przeszkód na ślepo

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Mnie ciekawi czy jest zasilany bezpośrednio kablem czy jakoś dzięki przez akumalatory lub baterie i na ile to wystarcza.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Mam wrażenie, że powoli inżynierowie dochodzą do tego, do czego ewolucja doszła już dawno. My również mamy dwa systemy pozwalające na sprawne poruszanie się w nieznanym terenie. Ogólny ogląd (nome omen) daje nam narząd wzroku, zaś za funkcje opisane w tym artykule odpowiada móżdżek - wyodrębniona część centralnego ikładu nerwowego odpowiadający za koordynację i równowagę i korzystający głównie z danych z błędnika i proprioreceptorów z narządu ruchu - czyli "na ślepo" jak w artykule.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Uczestnicy słynnego eksperymentu Milgrama tak bardzo ulegali autorytetowi prowadzącego, że byli w stanie na jego polecenie zadawać silny ból innemu człowiekowi. Takie bezwzględne bezrefleksyjne posłuszeństwo może prowadzić do zbrodni. Naukowcy z Uniwersytetu SWPS powtórzyli eksperyment Milgrama, ale prowadzącym był robot. Okazało się, że ludzie są skłonni podporządkować się poleceniom robota i na jego rozkaz krzywdzić innych.
      W latach 60. XX wieku amerykański psycholog Stanley Milgram, zastanawiając się nad przyczynami, dla których ludzie w czasie II wojny światowej wykonywali zbrodnicze rozkazy, przeprowadził eksperyment, którego celem było wykazanie, na ile H. sapiens ma skłonność do ulegania autorytetom. Osobom, które brały udział w eksperymencie powiedziano, że jego celem jest zbadanie wpływu kar na skuteczność uczenia się. W eksperymencie brał udział uczestnik-nauczyciel oraz uczeń. Eksperymentator zaś kazał nauczycielowi karać ucznia aplikując mu coraz silniejszy wstrząs elektryczny. Uczeń, którym była podstawiona osoba, w rzeczywistości nie był rażonym prądem (ale uczestnik-nauczyciel o tym nie wiedział), jednak w odpowiedzi na rzekomo podawane napięcie elektryczne, krzyczał z bólu. Eksperyment wykazał, że aż 62% uczestników – ulegając autorytetowi eksperymentatora – nacisnęło w końcu na generatorze przycisk 450 V, czyli najwyższy.
      Naukowcy z Uniwersytetu SWPS postanowili sprawdzić, czy ludzie będą równie posłuszni robotowi, jak innemu człowiekowi. Przeniesienie różnych funkcji nadzoru i podejmowania decyzji na robota budzi jednak szczególnie silne emocje, ponieważ wiąże się z różnymi zagrożeniami etycznymi i moralnymi. Pojawia się pytanie, czy wspomniane wyżej posłuszeństwo wykazywane przez badanych zgodnie z paradygmatem Milgrama nadal występowałoby, gdyby to robot (zamiast człowieka, tj. profesora uczelni) kazał uczestnikom zadać elektrowstrząsy innej osobie? Celem naszego badania było udzielenie odpowiedzi na to pytanie, mówi doktor Konrad Maj.
      Doktor Maj we współpracy z profesorem Dariuszem Dolińskim i doktorem Tomaszem Grzybem, powtórzył eksperyment Milgrama, ale w roli eksperymentatora osadzono robota. W grupie kontrolnej eksperymentatorem był człowiek. W badaniach wzięli udział uczestnicy, którzy nie wiedzieli, na czym polegał eksperyment Milgrama. Okazało się, że ludzie ulegają też autorytetowi robota i na jego polecenie są skłonni krzywdzić innych ludzi. Co więcej, zarejestrowano bardzo wysoki poziom posłuszeństwa. Aż 90% uczestników w obu grupach – badanej i kontrolnej – nacisnęło wszystkie przyciski na generatorze, dochodząc do wartości 150 V. Od kilku dekad z powodów etycznych te 150 V przyjmuje się za górną wartość przy eksperymencie Milgrama.
      O ile nam wiadomo, to pierwsze badanie, które pokazuje, że ludzie są skłonni szkodzić innemu człowiekowi, gdy robot nakazuje im to zrobić. Co więcej, nasz eksperyment pokazał również, że jeśli robot eskaluje żądania, instruując człowieka, aby zadawał coraz większy ból innemu człowiekowi, ludzie też są skłonni to zrobić, dodaje doktor Maj.
      Już wcześniejsze badania wykazały, że ludzie tak mocno uznają autorytet robota, że podążają za jego poleceniami, nawet gdy nie mają one sensu. Tak było np. podczas eksperymentu, w czasie którego osoby ewakuowane z – symulowanego – pożaru, podążały za poleceniami robota, mimo że wskazał im on drogę ewakuacji przez ciemne pomieszczenie bez widocznego wyjścia.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL) wykorzystali ChatGPT-3 do zaprojektowania robotycznego ramienia do zbierania pomidorów. To pierwszy przykład użycia sztucznej inteligencji do pomocy w projektowaniu robotów. Eksperyment przeprowadzony przez Josie Hughes, dyrektor Laboratorium Obliczeniowego Projektowania i Wytwarzania Robotów na Wydziale Inżynierii EPFL, doktoranta Francesco Stellę i Cosimo Della Santinę z Uniwersytetu Technicznego w Delfcie, został opisany na łamach Nature Machine Intelligence.
      Naukowcy opisali korzyści i ryzyka związane z wykorzystaniem systemów sztucznej inteligencji (SI) do projektowania robotów. Mimo tego, że ChatGPT to model językowy i generuje tekst, to dostarczył nam on istotnych wskazówek odnośnie fizycznego projektu i wykazał się wielkim potencjałem pobudzania ludzkiej kreatywności, mówi Hughes.
      Naukowcy najpierw „przedyskutowali” z ChatGPT samą ideę robota, określili, czemu ma on służyć, opisali jego parametry i specyfikację. Na tym etapie rozmawiali z SI na temat przyszłych wyzwań stojących przed ludzkością oraz robotów-ogrodników, które mogą rozwiązać problem niedoborów siły roboczej przy uprawie roślin. Następnie, korzystając z faktu, że ChatGPT ma dostęp do danych naukowych, podręczników i innych źródeł, zadawali mu pytania o to na przykład, jakimi cechami powinien charakteryzować się przyszły robot-ogrodnik.
      Gdy już cechy te zostały opisane i zdecydowano, że chodzi o robotyczne ramię zbierające pomidory, przyszedł czas na zapytanie się sztucznej inteligencji o takie szczegóły jak np. kształt chwytaka oraz poproszenie jej o dane techniczne ramienia oraz kod, za pomocą którego byłoby ono kontrolowane. Przeprowadzone przez SI obliczenia posłużyły nam głównie do pomocy inżynierom w implementacji rozwiązań technicznych. Jednak po raz pierwszy sztuczna inteligencja sformułowała tutaj nowe pomysły, mamy tutaj zatem do czynienia ze zautomatyzowaniem procesów wyższych poziomów poznawczych. Rola człowieka w całym procesie przesunęła się bardziej w stronę techniczną, mówi Stella.
      Naukowcy zwracają też uwagę na problemy związane z wykorzystaniem podobnych systemów. Są to zarówno podnoszone już wątpliwości dotyczące plagiatów czy praw autorskich, jak i np. pytanie o to, na ile innowacyjna jest sztuczna inteligencja i na ile ulega schematom. ChatGPT zaproponował ramię do zbierania pomidorów, gdyż uznał pomidory za najbardziej wartościową uprawę, dla której warto zaprojektować robota. To zaś może po prostu oznaczać, że wybrał tą roślinę, która jest najczęściej opisywana, a nie tę, która jest najbardziej potrzebna.
      Pomimo różnych zastrzeżeń uczeni uważają, że podobne do ChatGPT modele językowe mogą spełniać niezwykle użyteczną rolę. Specjaliści od robotyki muszą się zastanowić, jak wykorzystać te narzędzia w sposób etyczny i przynoszący korzyść społeczeństwu, mówi Hughes.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W Irinjadappilly Sree Krishna Temple w Kerali żywego słonia zastąpił rzeczywistych rozmiarów mechaniczny model. Będzie on wykorzystywany w różnych rytuałach, np. do przewożenia posągów bóstw podczas procesji. Robot został przekazany przez PETA India oraz aktorkę Parvathy Thiruvothu.
      Irinjadappilly Raman, bo takie imię nadano mechanicznemu słoniowi, potrafi poruszać głową, oczami, uszami i trąbą. Waży 800 kg i ma 3,3 m wysokości. Stworzyła go grupa artystów z dystryktu Thrissur (wcześniej dostarczała ona figury słoni na Dubai Shopping Festival).
      Umożliwienie słoniom życia na wolności powinno być właściwą formą oddawania czci Ganeśi [bogowi mądrości i pomyślności; jest on przedstawiany jako tęgi mężczyzna z głową słonia] - powiedział Rajkumar Namboothiri. Wyraził też nadzieję, że inne świątynie pójdą za przykładem Irinjadappilly Sree Krishna Temple i również zastąpią żywe słonie mechanicznymi.
      Wcześniej świątynia wypożyczała słonie na czas festiwali, ale w ostatnich latach przestała to robić ze względu na wysokie koszty i reakcje zwierząt. Gdy usłyszeliśmy o grupie konstruującej figury do Dubaju, zorganizowaliśmy spotkanie i poprosiliśmy o dostosowanego do naszych sugestii zmodyfikowanego mechanicznego słonia. Później pojawiła się oferta finansowania przez PETA India - opowiada Namboothiri.
      Mechaniczny słoń może przewieźć na swoim grzbiecie do 5 osób. Kornak steruje jego trąbą za pomocą specjalnego przełącznika. W maszynie znajduje się 5 silników. Ramę z metalu pokrywa „skóra” z gumy.
       


      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W Parku Archeologicznym Pompejów pracę rozpoczął Spot, czworonożny robot, który pomaga w monitorowaniu zabytkowego miejsca i dba o bezpieczeństwo jego pracowników. Spot przeprowadza inspekcję ruin, dostarczając nagrań, które następnie są wykorzystywane podczas badań archeologicznych i podejmowania decyzji dotyczących m.in. konieczności przeprowadzenia prac zabezpieczających.
      Spot pracuje w ramach szerszego projektu o nazwie Smart @ POMPEI. W jego ramach tworzony jest inteligentny samowystarczalny system zarządzania Parkiem. Obecnie w ramach projektu pracują Leica BLK2FLY, czyli pierwszy latający skaner laserowy zdolny do autonomicznego wykonywania skanów 3D oraz wspomniany już Spot firmy Boston Dynamics. Analizą danych dostarczonych przez urządzenia zajmują się specjalne stworzone na potrzeby Pompejów inteligentne platformy.
      Postęp technologiczny w dziedzinie robotyki, sztucznej inteligencji i systemów autonomicznych doprowadził do pojawienia się rozwiązań, które łatwo znalazły zastosowanie w przemyśle i produkcji. Dotychczas nie stosowano takich rozwiązań w archeologii, gdyż to rozległe heterogeniczne środowisko. Dzisiaj, dzięki współpracy z przemysłem wysokich technologii chcemy przetestować roboty w podziemnych tunelach wykopanych przez złodziei rabujących Pompeje. Tunele takie to często bardzo niebezpieczne miejsca. Dzięki robotom będziemy w stanie szybko i bezpiecznie je eksplorować, mówi dyrektor Parku Gabriel Zuchtriegel.
      Od 2012 roku aktywność złodziei rabujących Pompeje wyraźnie się zmniejszyła, gdyż włoska policja zintensyfikowała wysiłki na rzecz walki z nimi. Jednak na terenie otaczającym Pompeje wciąż znajdowane są nowe tunele wykopane przez rabusiów.
       


      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Trzmiel nie powinien latać, ale o tym nie wie, i lata, Lot trzmiela przeczy prawom fizyki. Setki tysięcy trafień w wyszukiwarkach, rozpaleni komentatorzy i teorie spiskowe, posiłkujące się tym mitem pokazują, jak bardzo trwałe potrafią być niektóre fałszywe przekonania. Bo przecież niemal każdy z nas słyszał, że zgodnie z prawami fizyki trzmiel latać nie powinien i każdy z nas widział, że jednak lata. Naukowcy najwyraźniej coś przed nami ukrywają lub coś nie tak jest z fizyką. A może coś nie tak jest z przekonaniem o niemożności lotu trzmiela?
      Obecnie trudno dociec, skąd wziął się ten mit. Jednak z pewnością możemy stwierdzić, że swój udział w jego powstaniu miał francuski entomolog Antoine Magnan. We wstępie do swojej książki La Locomotion chez les animaux. I : le Vol des insectes z 1934 roku napisał: zachęcony tym, co robione jest w lotnictwie, zastosowałem prawa dotyczące oporu powietrza do owadów i, wspólnie z panem Sainte-Lague, doszliśmy do wniosku, że lot owadów jest niemożliwością. Wspomniany tutaj André Sainte-Laguë był matematykiem i wykonywał obliczenia dla Magnana. Warto tutaj zauważyć, że Magnan pisze o niemożności lotu wszystkich owadów. W jaki sposób w popularnym micie zrezygnowano z owadów i pozostawiono tylko trzmiele?
      Według niektórych źródeł opowieść o trzmielu, który przeczy prawom fizyki krążyła w latach 30. ubiegłego wieku wśród studentów niemieckich uczelni technicznych, w tym w kręgu uczniów Ludwiga Prandtla, fizyka niezwykle zasłużonego w badaniach nad fizyką cieczy i aerodynamiką. Wspomina się też o „winie” Jakoba Ackereta, szwajcarskiego inżyniera lotnictwa, jednego z najwybitniejszych XX-wiecznych ekspertów od awiacji. Jednym ze studentów Ackerta był zresztą słynny Wernher von Braun.
      Niezależnie od tego, w jaki sposób mit się rozwijał, przyznać trzeba, że Magnan miałby rację, gdyby trzmiel był samolotem. Jednak trzmiel samolotem nie jest, lata, a jego lot nie przeczy żadnym prawom fizyki. Na usprawiedliwienie wybitnych uczonych można dodać, że niemal 100 lat temu posługiwali się bardzo uproszczonymi modelami skrzydła owadów i jego pracy. Konwencjonalne prawa aerodynamiki, używane do samolotów o nieruchomych skrzydłach, rzeczywiście nie są wystarczające, by wyjaśnić lot owadów. Tym bardziej, że Sainte-Laguë przyjął uproszczony model owadziego skrzydła. Tymczasem ich skrzydła nie są ani płaskie, ani gładkie, ani nie mają kształtu profilu lotniczego. Nasza wiedza o locie owadów znacząco się zwiększyła w ciągu ostatnich 50 lat, a to głównie za sprawą rozwoju superszybkiej fotografii oraz technik obliczeniowych. Szczegóły lotu trzmieli poznaliśmy zaś w ostatnich dekadach, co jednak nie świadczy o tym, że już wcześniej nie wiedziano, że trzmiel lata zgodnie z prawami fizyki.
      Z opublikowanej w 2005 roku pracy Short-amplitude high-frequency wing strokes determine the aerodynamics of honeybee flight autorstwa naukowców z Kalifornijskiego Instytut Technologicznego (Caltech) oraz University of Nevada, dowiadujemy się, że większość owadów lata prawdopodobnie dzięki temu, iż na krawędzi natarcia ich skrzydeł tworzą się wiry. Pozostają one „uczepione” do skrzydeł, generując siłę nośną niezbędną do lotu. U tych gatunków, których lot udało się zbadać, amplituda uderzeń skrzydłami była duża, a większość siły nośnej było generowanej w połowie uderzenia.
      Natomiast w przypadku pszczół, a trzmiele są pszczołami, wygląda to nieco inaczej. Autorzy badań wykazali, że pszczoła miodna charakteryzuje się dość niewielką amplitudą, ale dużą częstotliwością uderzeń skrzydłami. W ciągu sekundy jest tych uderzeń aż 230. Dodatkowo, pszczoła nie uderza skrzydłami w górę i w dół. Jej skrzydła poruszają się tak, jakby ich końcówki rysowały symbol nieskończoności. Te szybkie obroty skrzydeł generują dodatkową siłę nośną, a to kompensuje pszczołom mniejszą amplitudę ruchu skrzydłami.
      Obrany przez pszczoły sposób latania nie wydaje się zbyt efektywny. Muszą one bowiem uderzać skrzydłami z dużą częstotliwością w porównaniu do rozmiarów ich ciała. Jeśli przyjrzymy się ptakom, zauważymy, że generalnie, rzecz biorąc, mniejsze ptaki uderzają skrzydłami częściej, niż większe. Tymczasem pszczoły, ze swoją częstotliwością 230 uderzeń na sekundę muszą namachać się więcej, niż znacznie mniejsza muszka owocówka, uderzająca skrzydłami „zaledwie” 200 razy na sekundę. Jednak amplituda ruchu skrzydeł owocówki jest znacznie większa, niż u pszczoły. Więc musi się ona mniej napracować, by latać.
      Pszczoły najwyraźniej „wiedzą” o korzyściach wynikających z dużej amplitudy ruchu skrzydeł. Kiedy bowiem naukowcy zastąpili standardowe powietrze (ok. 20% tlenu, ok. 80% azotu) rzadszą mieszaniną ok. 20% tlenu i ok. 80% helu, w której do latania potrzebna jest większa siła nośna, pszczoły utrzymały częstotliwość ruchu skrzydeł, ale znacznie zwiększyły amplitudę.
      Naukowcy z Caltechu i University of Nevada przyznają, że nie wiedzą, jakie jest ekologiczne, fizjologiczne i ekologiczne znaczenie pojawienia się u pszczół ruchu skrzydeł o małej amplitudzie. Przypuszczają, że może mieć to coś wspólnego ze specjalizacją w kierunku lotu z dużym obciążeniem – pamiętajmy, że pszczoły potrafią nosić bardzo dużo pyłku – lub też z fizjologicznymi ograniczeniami w budowie ich mięśni. W świecie naukowym pojawiają się też głosy mówiące o poświęceniu efektywności lotu na rzecz manewrowości i precyzji.
      Niezależnie jednak od tego, czego jeszcze nie wiemy, wiemy na pewno, że pszczoły – w tym trzmiele – latają zgodnie z prawami fizyki, a mit o ich rzekomym łamaniu pochodzi sprzed około 100 lat i czas najwyższy odłożyć go do lamusa.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...