Новини Всички Hi-Tech - Как да накараме роботите да се движат бързо и ефективно

У дома
/
Новини
/
Hi-Tech-Всичко
/
Как да накараш роботите да се движат бързо и ефективно.

КАТ ще смени теоретичния изпит с шофьорски.

Как да накараме роботите да се движат бързо и ефективно?

0 1516
заден план:

Как да накарате дрон да се движи от едно място на друго в гората, без да се сблъска с нито едно дърво? Как да накараш робот да вземе болт и да го постави в слот, без да се сблъска с предмет в претъпкана фабрика? Нашата способност да намерим решение на този проблем - който се нарича планиране на движение - ще бъде от решаващо значение за създаването на ново поколение роботи, които, за разлика от днешните индустриални роботи, ще могат да работят в свят, който не е бил внимателно подготвен за тях.

На пръв поглед планирането на движението изглежда просто. В крайна сметка, ние го правим през цялото време, без дори да обръщаме внимание. Не е нужно да мислим как ръката трябва да маневрира, за да извади яйцето от хладилника и да не го счупи; ние просто го правим. И дори малките деца, които се забавляват да играят в пясъчника, стават експерти в планирането на движенията в много ранна възраст. За съжаление, планирането на движението е перфектен пример за проблем, който хората решават много лесно, но машините не. В повечето случаи най-добрите програми за планиране на движение за автомобили планират движение за поне няколко секунди.

Основният проблем е в откриването на сблъсък: когато роботът генерира възможни пътища, той трябва да провери дали ще се сблъска с други обекти в този свят. Съвременните програми за планиране на движение генерират хиляди или доримилиони кратки движения, които заедно образуват цялостно движение и ги тестват за сблъсък едно по едно. Този процес отнема около 99% от очакваните разходи за планиране на трафика.

Но човешкият мозък обаче рядко взема решения едно след друго. Вместо това той извършва паралелна обработка на задачите - тоест използва огромен брой неврони, за да прави много неща едновременно и паралелно. Предполага се, че нашият подход в лабораторията е подобен паралелен чрез създаване на отделни процесори с огромен брой схеми, които могат да работят паралелно.

Нашият подход се основава на обща техника за планиране на движение, известна като пътна карта. Роботизираните движения се нанасят върху пътна карта, подобно на това как се прокарва маршрут през град с помощта на географска карта. При такова пътешествие създавате маршрут от точка А до точка Б, като се опитвате да го направите възможно най-кратък.

В пътната карта на робота всяка точка е поза на робота (да речем позицията на ръката) и всяка улица, която свързва две точки, представлява движение между двете пози. Планирането на движението включва намиране на път от началната позиция до целевата позиция, който няма да срещне препятствия, които може да са наблизо.

Типичните алгоритми за планиране на движение изграждат пътни карти от десетки или стотици хиляди възможни движения и позиции на роботи. Колкото по-голяма е пътната карта, толкова по-добре, но изисква повече изчисления, тъй като всяко движение трябва да се проверява спрямо околната среда, едно по едно.

Работата по изготвянето на план за движение изисква независими изчисления. Когато се открият сблъсъци, всяко движениев пътната карта трябва да се проверяват за всички възможни препятствия едновременно и паралелно.

Работещият процесор в такъв случай има отделна схема за всяко движение по пътната карта и всички тези вериги работят паралелно. По същия начин, по който мозъкът извършва паралелни изчисления, процесорът изчислява възможността за сблъсъци.

Даниел Сорин, професор по електротехника и компютърно инженерство в университета Дюк, казва, че са разработили нов процесор, за да получат пътна карта с хиляди движения. Предишните методи за изобразяване отнемаха няколко секунди и десетки вата на типичните процесори. Дори графичните процесори от висок клас отнемаха около секунда и използваха стотици вата. Техният процесор извършва планиране на движението за по-малко от 100 µs и използва по-малко от 10 вата мощност.

„Нашата производителност е толкова по-висока и по-ефективна от предишните методи, че отваря нови възможности за роботите и автономните превозни средства. Например, робот във вашия дом един ден ще може да ви сготви закуска, дори ако млякото не винаги е на едно и също място и дори ако сте купили нов хладилник. Автономните автомобили ще могат да избягват внезапно появяващи се препятствия - като кутия, падаща от камион - без да изпускат от поглед всички възможни бъдещи движения на други автомобили по пътя. Роботизираните фабрики, които сега са много скъпи, защото трябва да бъдат фино настроени, ще могат да произвеждат по-широка гама от стоки на по-ниска цена в бъдеще.

Може да се окаже, че роботите на бъдещето няма да са машини с един мощен компютър в сърцето - те ще бъдат машини с няколко чипа със специално предназначение, оптимизирани за извършване на сериозна изчислителна сензорна работа.и поведение. Като мозък.