Cum sa faci UAV sa mutat dintr-un loc în altul în pădure, nu se confruntă cu nici un copac? Cum de a face robot luat șurubul și introduceți-l în slot, coliziune cu orice obiect într-o fabrică de aglomerat? Capacitatea noastră de a găsi o soluție la această problemă - care se numește planificare mișcare - va fi foarte important pentru o nouă generație de roboți care, spre deosebire de roboți industriali de azi vor fi capabili să lucreze într-o lume care nu a fost bine pregătit pentru ei.
La prima vedere, se pare că mișcări simple de planificare. La urma urmei, o facem tot timpul, nici măcar acordând o atenție. Noi nu trebuie să se gândească la modul în care să fie manevrată de mână pentru a obține oul din frigider și nu-l rupe; am doar o fac. Chiar și copiii mici care zburda distracție în sandbox, devin experți în planificarea mișcărilor de la o varsta foarte frageda. Din păcate, planificarea mișcărilor - un exemplu perfect al problemelor pe care oamenii rezolva foarte simplu, iar mașina - nr. În cele mai multe cazuri, cele mai bune mișcări planificatorilor pentru a planifica circulația vehiculelor nu mai puțin de câteva secunde.
Problema principală constă în identificarea coliziune atunci când robotul generează moduri posibile, el trebuie să verifice dacă se va ciocni cu alte obiecte ale acestei lumi. mișcări planificatorii moderne generează mii sau chiar milioane de mișcări scurte, care, împreună, formează o mișcare completă și testarea acestora cu privire la posibilitatea unei coliziuni pe una la un moment dat. Acest proces durează aproximativ 99% din costul estimat al planificării traficului.
Dar creierul uman este, cu toate acestea, rareori ia decizii, una după alta. In schimb, se efectuează procesarea paralelă a sarcinilor - adică, folosind un număr foarte mare de neuroni de a face multe lucruri simultan și în paralel. Abordarea noastră în laborator, în teorie, ar trebui să fie aceeași, în paralel, prin crearea de procesoare individuale cu o mulțime de lanțuri, care ar putea funcționa în paralel.
Abordarea noastră se bazează pe metoda comună de planificare de mișcare, cunoscut sub numele de „foaia de parcurs“. mișcare Robot aplicat pe foaia de parcurs, în același mod ca și un traseu prin oraș cu utilizarea unei hărți geografice. În acest fel vă deschide calea drumului de la punctul A la punctul B, încercând să facă cât mai scurt posibil.
Foaia de parcurs a robotului, fiecare element este o postura a robotului (de exemplu, poziția manipulatorului), și fiecare stradă care leagă cele două puncte reprezintă deplasarea între cele două posturi. planificarea traficului include calea de căutare din poziția de pornire la țintă, care nu se confruntă cu obstacole care pot fi în apropiere.
algoritmi de planificare a mișcării tipice construi foile de parcurs de zeci sau sute de mii de mișcări și poziții ale robotului posibile. Cu cât foaia de parcurs, cu atât mai bine, dar este nevoie de mai mult de calcul, deoarece fiecare mișcare trebuie să fie verificate pentru posibilitatea de coliziune cu mediul, unul la un moment dat.
Lucrările la elaborarea planului de circulație necesită calcule reciproc independente. La detectarea coliziunilor, fiecare mișcare în foaia de parcurs ar trebui să fie verificate pentru toate obstacolele posibile în același timp și în paralel.
Lucrările la un astfel de caz procesorul are un circuit separat pentru fiecare mișcare pe o foaie de parcurs, iar aceste circuite funcționează în paralel. In mod similar, creierul realizează calcul paralel, iar procesorul calculează posibilitatea de coliziune.
Daniel Sorin, profesor de inginerie electrica si calculatoare la Universitatea Duke, a declarat că pentru foaia de parcurs cu mii de mișcări ale noului procesor a fost dezvoltat. Metodele anterioare de calcul durează câteva secunde și zeci de wați în procesoare tipice. Chiar si procesoarele grafice de înaltă performanță a durat aproximativ o secundă și a petrecut sute de wați. Procesorul lor efectuează programarea de trafic în mai puțin de 100 de microsecunde, și utilizează mai puțin de 10 wați de putere.
„Performanta noastra este mult mai mare și mai eficient ca metodele anterioare, se deschide noi posibilități pentru roboți și vehicule autonome. De exemplu, un robot în casa ta de îndată ce puteți găti micul dejun, chiar dacă laptele nu este întotdeauna în același loc și chiar dacă ați cumpărat un nou frigider. masinile autonome vor fi în măsură să evite brusc să apară obstacole - ca o cutie care se încadrează de la un camion - și, în același timp, nu da drumul la tot felul de posibile viitoare circulație a altor vehicule pe drum. plante robot, care acum sunt foarte scumpe, deoarece acestea trebuie să ajusteze, va fi, în viitor, produce o gamă mai largă de produse la un preț mai mic. "
Se poate ca roboți viitoare sunt mașini cu un singur calculator puternic în inima - acestea sunt mașini cu mai multe chips-uri cu destinație specială, care sunt optimizate pentru a efectua munca de calcul serios pe detectare și comportament. Cum creierul.
