На текущий момент роботы уже могут двигаться достаточно быстро. А когда надо взаимодействовать с людьми или просто в сложных ситуациях, роботы начинают замедляться или даже зависать.
Данную проблему решили исправить инженеры из MIT (Массачусетского технологического института). "Мозг для роботов" - способ автоматизированной разработки оборудования, который ускоряет их работу.
Сабрина Нойман (доктор философии в MIT) говорит - время реакций ограничивает восприятие и вычисления необходимой реакции для каждой конкретной ситуации, каждая из которой требует больших вычислений. Сабрина придумала как решить изъян - медлительность "тела" робота.
Роботоморфные вычисления - работают на базе физической схемы самого робота с определенными приложениями для производства специализированного компьютерного чипа, он то и сокращает время отклика у робота.
Данная разработка будет базой для многих других приложений робототехники. Речь идет даже о оказании первой медицинской помощи заразным пациентам.
«Было бы замечательно, если бы у нас были роботы, которые помогли бы снизить риск для пациентов и работников больниц», — подчеркивает Нойман.
Презентация и описание разработки будет представлена на Международной конференции по архитектурной поддержке языков программирования и операционных систем, проходящей в апреле.
В работе робота есть три основных этапа:
- Это восприятие, которое включает сбор данных с помощью датчиков или камер.
- Это отображение и локализация: на основе того, что роботы увидели, они должны построить карту мира вокруг себя, а затем определить себя на ней.
- Третий шаг — это планирование и управление движением, другими словами, построение плана действий.
Данный алгоритм может потребовать время и мощных вычислителей. Для того что бы в дальнейшем роботы были полноценно использованы в полевых условиях и быстро меняющейся среде в кругу людей, им необходимо быстро "соображать" и быстро реагировать на происходящее. Алгоритмы которые сейчас заложены в ИИ не соответствуют этим требованиям.
Многие ученые в настоящее время трудятся над разработкой и внедрением новых алгоритмов. Но само по себе улучшение программы, прошивки не будет решением данной проблемы - уверяет Нойман.
Да, сейчас исследователи работают над созданием лучших алгоритмов, однако улучшения программного обеспечения сами по себе не являются ответом, уверена Нойман. Настало время когда одного ЦП не достаточно, и он потребуется для включения "мозга", с помощью приложения.
Аппаратное ускорение относится к использованию специализированного блока для более эффективного выполнения определенных вычислительных задач. Пример аппаратного ускорителя — графический процессор (GPU), микросхема, предназначенная для параллельной обработки. Это оборудование оптимально для обработки графики, так как за счет их структуру можно обрабатывать за мгновение тысячи пикселей. Если внедрить аппаратное ускорение для большинства роботов, то они только выиграют от этого - станут быстрее и "умнее".
Для каждого робота создается свое оборудование, для того чтобы решить нехватку необходимых вычислительных потребностей. Разработчик создает задет параметры робота - положение конечностей их движение, а так же движение прочих частей тела. Новый алгоритм создает на основе физических движений некие математические матрицы. Матрицы содержат множество "нулевых" значений, другими словами являются "разряженными". "Разряженные" значения и являются теми самыми невозможными движениями с учтенными в них конкретной недоработки того или иного робота. Примерно также человеческая рука не ограничена в движениях, так как сгибается только в суставах.
После этого проектирует аппаратную архитектуру, приспособленную для вычисления с "разряженными" значениями в матрицах. Созданная микросхема максимально приспособлена для повышения вычислений конкретного робота.
Разработчик даже рассчитали, что все эти настройки окупаются очень быстро.
Аппаратная архитектура, разработанная с использованием этого метода для конкретного приложения, превосходит стандартные и графические процессоры — в восемь раз быстрее, чем CPU, и в 86 раз быстрее, чем GPU.
Вот мы и пришли к тому, что даже роботу необходим мозг, не говоря уже о человеке!)