ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА: ДЕЙСТВИЕ И ВОСПРИЯТИЕ

АННОТАЦИЯ

Данная работа содержит исследования двух основных процессов, которые присущи искусственному интеллекту: действие и восприятие. В статье приведены результаты теоретического исследования возможностей и перспектив синтеза (ИИ) искусственного интеллекта и робототехники. Приведены примеры использования в реальной жизни роботов с задатками ИИ, наделенных функциональной  сенсорикой. Целью исследования является описание функций действия и восприятия робота и адаптирование их для помощи человеку или замена последнего роботом частично или полностью. Результатом стало подробное описание возможностей основных процессов в искусственном интеллекте.

Ключевые слова: искусственный интеллект, робототехника, действие, восприятие,  применение роботов.

Введение

Художественный интеллект и робототехника имеют общий корень и относительно долгую историю взаимодействия. Рождение искусственного интеллекта и робототехники произошло в 50-е годы 20 века. Изначально не было четкого различия между этими двумя дисциплинами. Причина в том, что понятие «интеллектуальная машина», естественно, приводит к роботам и робототехнике. Можно утверждать, что не каждая машина является роботом, и, конечно же, искусственный интеллект связан также с виртуальными агентами (то есть агентами, которые не воплощены в физической машине). С другой стороны, многие технические проблемы и решения, которые необходимы для разработки роботов, не рассматриваются исследованиями по искусственному интеллекту. Четкое разделение между этими понятиями можно увидеть в «70-е», когда роботизация становится более сосредоточенной на промышленной автоматизации, в то время как «Искусственный интеллект» использует роботов для демонстрации их способностей действовать в повседневной среде. В 90-х робототехника вышла на новый уровень, где произошло восстановление «партнерства» между ИИ и Робототехникой.

2 Темы исследования

В этом разделе мы рассмотрим 2 стороны искусственного интеллекта робота: Действие и Восприятие.

2.1 Действие

Перцепционные данные интерпретируются для создания модели мира, проектировщик генерирует действия, которые будут выполнены, а модуль обеспечивает выполнение команды. Проблема состоит в том, что создание высокоуровневой модели и генерация плана являются трудоемкими действиями, и таким образом системы планирования действия показали себя несоответствующими для интеллектуального агента. Реактивная архитектура фокусируется на основной функциональности робота, такой как навигация или интерпретация датчиков, и предполагает прямое подключение между приемником и дискретным сигналом. Архитектура категоризации составлена уровнями компетентности, содержащей класс объектно-ориентированных поведений. Каждый уровень отвечает за выполнение своих задач (таких как предотвращение препятствия, блуждание, и т.д.), а перцепционные данные интерпретируются только для создания структуры линейки задач. Реактивная архитектура, соответственно, адресуя динамику среды, обычно не позволяет проектировщику считать общие аспекты восприятия и идентифицировать сложные ситуации. На самом деле использование символьного высокоуровневого языка не возможно, так как оно обязательно потребовало бы создания мировой модели, и таким образом обоснование обычно компилируется в структуры программы выполнения.

2.2 Восприятие

Восприятие робота – исследование сенсорики в AI(искусственном интеллекте) и Робототехнике. Сегодня текущие автоматизированные системы ограничены визуальными системами восприятия. На самом деле роботы должны использовать другие виды датчиков, такие как лазерный диапазон, гидролокатор, и так далее чтобы обойти сложности ориентирования в динамической и неструктурированной окружающей среде. Чтобы перемещаться и действовать, робот должен быть в состоянии понять восприятие окружающей среды. Чтобы выполнить поставленные задачи, робот должен быть обеспечен отборными рассуждающими возможностями, для интерпретации, классификации, слежки и предугадывания поведения окружающих объектов и агентов. Такие возможности требуют богатых внутренних представлений об окружающей среде и огромного  количества прикрепленных к входным сигналам датчиков. Однако исследование в области сенсорики робота и в области представления AI знаний развилось отдельно и сконцентрировалось на различных видах проблем. С одной стороны, исследователи сенсорики неявно предположили, что проблема визуального представления заканчивается 2D/3D реконструкцией тактильных сенсоров и их параметров движения. С другой стороны, сообщество AI обычно не сталкивалось с проблемой постановки на якорь представлений на данных, прибывающих из датчиков.

2.3 Примеры применения роботов с искусственным интеллектом

Автоматизированный футбол

RoboCup начал свою деятельность приблизительно десять лет назад путем взятия футбольных матчей (футбол для европейцев) как научный испытательный стенд для исследования в AI и Робототехники. Итальянские исследователи внесли огромный вклад в робофутбол.  RoboCup 2003 проводился в Падуи, и это привлекло больше чем тысячу участников со всего мира. Лига Среднего Размера играется на поле 5x9 метров.  Итальянское участие в RoboCup принесло создание национальной сборной, названной ART (Команда Робота Azzurra), сформированной  несколькими университетами и Падуей Consorzio Ricerche.

Спасательная робототехника

Помимо футбола, RoboCup продвигает другие направления, одним из них является перепроектировка роботов для спасательных работ. Минироботам ставится задача найти на футбольном поле нужный объект, с помощью установленных датчиков. Спасательная лига RoboCup  стремится к установки систем, для поиска и спасения людей в крупномасштабных бедствий.

Текущая цель разработки является двойной: подвижность и автономия. Что касается первого, исследование сосредоточено на механической конструкции, позволяющей роботу преодолевать препятствия, существующие в окружающей среде; последний обеспокоен структурой роботов, которые могут автономно исследовать окружающую среду, возможность работать в команде, строить карту, находить пострадавших и определять местонахождение их в карте.

Космическая робототехника

Цель проекта «Интеллектуальная Система» -  контроль над автономными роботами в космосе, финансируемый ItalianSpaceAgency (ASI).  Исследование направлено на реализацию космических систем робототехники для миссий исследования планет, которые требуют повышения автономии. В частности, целью этого проекта было приложение методов AI к проекту и реализация эффективной системы контроля роботизированной руки лунохода  разработанной компанией ASI. Проект был скоординирован модулем в Университете Палермо. Модулями подпроекта были Университеты “La Sapienza”, Торино, Генуи, Пармы и научно-исследовательских центров ISTC-CNR и ITC IRST.

Вывод

В работе проведено теоретическое исследование возможностей искусственного интеллекта в синтезе с робототехникой. Показано подробное описание двух основных функций ИИ. Даны примеры применения робототехники в современном мире.

Список литературы:

1. Искусственный интеллект. Этапы. Угрозы. Стратегии - Ник Бостром 2013. – 270 с.
2. Искусственный интеллект. Современный подход - Стюарт Рассел, Питер Норвиг 2010. – 144 с.
3. Искусственный интеллект. Методология, применения, философия В. К. Финн 2011 –187 с.