Проблемы робототехники
Оценка 4.8

Проблемы робототехники

Оценка 4.8
Занимательные материалы +1
pdf
информатика +1
Взрослым
23.01.2018
Проблемы робототехники
Материал может быть использован для планирования вводного занятия по робототехники или программированию. В данной работе кратко затронуты пять основных проблем робототехники отсутствие решения которых тормозит развитие этого направления. Нахождения решения этих проблем требует от учеников творческого подхода и критического мышления.
Проблемы робототехники.pdf

Проблемы робототехники

Прежде чем приступать к разговору о проблемах робототехники, нужно определится с самим понятием слова робот, которое будет использовано. 

Робот - машина с человекоподобным поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с окружающим миром.

С развитием робототехники определились 3 разновидности роботов: с жёсткой программой действий; управляемые человеком-оператором; с искусственным интеллектом. Первые две разновидности не составляют особого интереса и давно уже вплелись в наш быт, вопрос о роботах с искусственным интеллектом остается открыт по сей день.

Сейчас в России и в мире проходят десятки конкурсов и выставок, где энтузиасты и профессионалы из разных уголков планеты представляют свои наработки в разных областях робототехники и в каждом из этих конкурсов ежегодно есть призеры, но их можно назвать интеллектуальными только с очень большой натяжкой. На сегодняшний день победителями становятся только благодаря большому количеству комбинаций, которые заложил в них программист.

1.     ИИ

Согласно закону Мура производительность микропроцессоров за несколько десятилетий лет может увеличится в сотни раз, а это значит объём информации, которую воспринимает мозг взрослого человека (это тысяча триллионов байт), сможет обрабатываться устройством размером с сотовый телефон. Но без создания искусственного интеллекта обуздать эту мощность описанием всех заранее продуманных ситуаций будет практически невозможно даже с помощью сотни программистов. 

Как научить робота воспринимать окружающий мир?

Существует множество датчиков. Они позволяют получить информацию буквально обо всем. Но сопоставить информацию в целостную картину очень сложно. Люди без проблем находят интересующий их объект и следят за ним. Научить этому робота чрезвычайно сложная задача потому, что:

1.     Мы сами не очень много знаем о том, как мы видим.

2.     Даже понимание принципов человеческого зрения вовсе не означает, что для робота оно подойдет.

Все это приводит к тому, что робот знает, но не понимает того, что происходит вокруг него.

Как научить робота учиться?

Допустим, робот научился воспринимать окружающий мир. Мы приводим его домой и хотим, чтобы он выполнял разные бытовые задачи: помыть посуду, постирать одежду и т.д. Встает вопрос — откуда робот должен знать, как это все делать? Хоть он и был запрограммирован, но откуда разработчикам знать, как именно вы стираете одежду: сколько кладете порошка, какие кнопки нажимать на стиральной машине, где она находится и

т.д.? А что если, те действия, которые вы делаете каждый день, программисты забыли внести в программу? В любом случае робот должен быть обучаем.

Как взаимодействовать с роботом?

Допустим, и проблема обучения была решена. Представим, что мы говорим роботу идти мыть посуда, а он стоит и ничего не делает. Почему? Он просто нас не понял. Распознавать речь сложно. А распознать речь, интерпретировать ее смысл, преобразовать в код, скомпилировать этот код и выдать ответ — и вовсе непосильная задача. Есть способы управления голосом, но они рассчитаны на конкретные команды. Решения для построения осмысленных диалогов с роботом далеко в будущем.

Однако, создание искусственного интеллекта — это не только техническая, но и психологическая, лингвистическая и даже в какой-то мере философская задача. Будет ли осознание себя необходимым для полноценного ИИ, или это будет рассматриваться как сбой. Если дальше заглянуть в социальные вопросы, то начинаешь задумываться, а получат ли такие интеллектуальные машины права (например, восьмичасовой рабочий день и замена расходного материала по праздникам). А если права не будут соблюдаться? Скорее всего мы будем получать робо - профсоюзы, робо - забастовки, робо – бунтарей и т.д. 

Но если отбросить все проблемы связанные с созданием ИИ, остается еще уйма не решенных на сегодняшний день проблем.

2.     Механика

Для создания робота, который внешне схож с человеком и может имитировать движения подобно человеческим нужно более 30 серво машинок отличного качества.

3.     Элементы питания

Сейчас большой проблемой является обеспечение автономным питанием маленького телефона, который не выполняет никакой механической работы, хотя бы на 10 – 12 часов. Что уж говорить о полноразмерных роботах, например, один из самых технологичных роботов Asimo от Honda может проработать без заряда всего 30 минут.

4.     Датчики

Не решенный вопрос по сей день - «Какое количество датчиков различного рода необходимо роботу что бы не быть «слепым котенком»?». Не решенный вопрос по сей день. Увеличение качества ориентации робота приводит к увеличение числа датчиков, что в свою очередь ведет к нагрузке на вычислительные системы, а это прямым образом влияет на автономность. Т.е. нужно найти золотую середину и выйти из этого замкнутого круга.

5.     Софт

Вопрос софта уже попытался затронуть в начале реферата. Здесь лишь добавлю, что если создание полноценного ИИ, всё же станет нерешаемой задачей для человечества, то программистам придется прогнозировать в какую ситуацию может попасть робот, и задавать правильные алгоритмы действий, а с выполнением этих алгоритмов справится любая ОС, существующая на сегодняшний день. 

В заключении

Подведя итог, можно выделить еще одну проблему огромный разрыв нашего представления о роботах (которое заполнилось отрывками фантастических книг, фильмов и нашим воображением) и реальными возможностями роботов.

Рассмотрим подробно команду "принеси яблоко".

Предположим, модуль распознавания речи работает, и он отсеял шумы и успешно преобразовал речь в предложение.

Лексический анализатор разобрал предложение и расчленил его на команду "принеси" и объект команды "яблоко".

Пусть робот уже знает, что его цель находится на кухне. Так же, предположим, он знает, где он находится сейчас. Теперь он должен проложить маршрут на кухню, обходя различные препятствия. Обнаружить тот самый объект "яблоко". Взять его и вернуться к человеку.

Обнаружение объекта - существенная проблема. Пусть робот имеет на борту две камеры. Составить алгоритм детектирования объекта - это серьёзная и весьма непростая задача. 

Сначала, классификатор яблоко/не яблоко придётся долго и упорно обучать на различных сортах яблок, чтобы нашего робота не ставили в тупик маленькие и зелёные яблоки, вместо больших и красных или червивых жёлтых. 

И всё равно 100%-го срабатывания добиться не получится и очень часто вместо долгожданного яблока робот будет нести вам грушу или лимон, а то и луковицу приволочёт. 

Но будем оптимистами - эти проблемы будут решены, и тогда перед нами встанут совсем другие проблемы - проблемы робототехники будущего.

Проблемы робототехники Прежде чем приступать к разговору о проблемах робототехники, нужно определится с самим понятием слова робот, которое будет использовано

Проблемы робототехники Прежде чем приступать к разговору о проблемах робототехники, нужно определится с самим понятием слова робот, которое будет использовано

Встает вопрос — откуда робот должен знать, как это все делать?

Встает вопрос — откуда робот должен знать, как это все делать?

Т.е. нужно найти золотую середину и выйти из этого замкнутого круга

Т.е. нужно найти золотую середину и выйти из этого замкнутого круга
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
23.01.2018