Τρίτη, 29 Απριλίου 2008

Κυριακή, 27 Απριλίου 2008

Ρομποτική - 1

Η επόμενη καινοτομία στον σχεδιασμό ρομπότ
είναι το παιδικό παιχνίδι.
Το εγχείρημα να διδάξεις στα ρομπότ να καταλάβουν τον πραγματικό κόσμο στον βαθμό που θα τους επιτρέψει να δρουν ανεξάρτητα, αποδείχθηκε πιο δύσκολο απ' ότι φαινόταν στην αρχή. Η ομάδα μελέτης του iCub robot ( ανθρωπόμορφα ρομπότ μεγέθους παιδιού 2 ετών ) πιστεύει ότι τα ρομπότ θα μάθουν καλύτερα από τις εμπειρίες τους, όπως τα παιδιά.
Οι τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν στον σχεδιασμό του iCub – όπως το πιάσιμο, η μετακίνηση, η αλληλεπίδραση κι ακόμα η παράλληλη ανάπτυξη της γλώσσας - είναι πολύ σημαντικές για την περαιτέρω ανάπτυξη του πεδίο των βιομηχανικών υπηρεσιών της ρομποτικής ( robotics ).
Το πρόγραμμα της EU-funded RobotCub που σχεδίασε τα iCub, προβλέπει την αποστολή τους σε έξη Ευρωπαϊκά ερευνητικά εργαστήρια. Καθένα από τα εργαστήρια αυτά που έχουν κερδίσει από ένα πρόγραμμα, θα εκπαιδεύσει το ρομπότ να γνωρίσει το περιβάλλον του, ακριβώς όπως θα έκανε ένα παιδί.
Τα έξη προγράμματα συμπεριλαμβάνουν κι ένα από το Imperial College του Λονδίνου το οποίο έχει αντικείμενο έρευνας τον τρόπο με τον οποίο οι " αντικατοπτρικοί νευρώνες " που έχουν εντοπισθεί στον ανθρώπινο εγκέφαλο, μπορούν να μεταφερθούν σε μια ψηφιακή εφαρμογή. Οι " αντικατοπτρικοί νευρώνες " που ανακαλύφθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1990, πυροδοτούν τις μνήμες προηγούμενων εμπειριών που αποκτώνται όταν οι άνθρωποι προσπαθούν να καταλάβουν τις φυσικές ενέργειες των άλλων. Μια ξεχωριστή ομάδα από το πανεπιστήμιο UPF της Βαρκελώνης θα δουλέψει επίσης στην " γνωστική αρχιτεκτονική " των iCub.
Ταυτόχρονα, ένα τμήμα του πανεπιστημίου UPMC του Παρισιού θα εξερευνήσει τις δυναμικές που απαιτούνται για την κατάκτηση του πλήρους σωματικού ελέγχου των iCub. Στο μεταξύ, ερευνητές του πανεπιστημίου TUM του Μονάχου θα δουλέψουν πάνω στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων χειρισμού των iCub. Μια μελετητική ομάδα του πανεπιστημίου της Λυών θα εξερευνήσει τις τεχνικές εσωτερικής προσομείωσης - κάτι που κάνει το μυαλό μας όταν σχεδιάζει πράξεις ή προσπαθεί να καταλάβει τις πράξεις των άλλων.
Πίσω στην Τουρκία, μια ομάδα του πανεπιστημίου ΜΕΤU της Άγκυρας θα επικεντρώσει σχεδόν αποκλειστικά στην κατάκτηση της γλώσσας και την ικανότητα των iCub να συνδέουν τα αντικείμενα με λεκτικές εκφράσεις.
Τα ρομπότ iCub έχουν το μέγεθος ενός παιδιού 2 - 3 ετών, με χέρια υψηλής επιδεξιότητας και πλήρως διαρθρωμένα κεφάλια και μάτια. Έχουν ικανότητες ακοής και αφής και είναι σχεδιασμένα να μπορούν να περπατούν στα τέσσερα και να σηκώνονται.
Oι άνθρωποι αναπτύσσουν τις ικανότητες κατανόησης κι αλληλεπίδρασης με τον κόσμο που τους περιβάλλει μέσω της εμπειρίας. Όπως τα μικρά παιδιά, μαθαίνουμε κάνοντας και κατανοούμε τις πράξεις των άλλων συγκρίνοντάς τες με τις προηγούμενες εμπειρίες μας.
Οι μελετητές των iCub
θέλουν ν' αναπτύξουν τις γνωστικές ικανότητες των ρομπότ τους μέσω της μίμησης αυτής της διαδικασίας. Οι ερευνητές του προγράμματος του EU-funded Robotcub, σχεδίασαν το ηλεκτρονικό κύκλωμα και το λογισμικό των iCub, χρησιμοποιώντας ένα σύστημα δομικών μονάδων. Ο σχεδιασμός αυτός αυξάνει την επάρκεια του ρομπότ κι επιτρέπει στον ερευνητή να ενημερώσει ευκολώτερα τα ξεχωριστά δομικά μέρη. Επιτρέπει επίσης σ' ένα μεγάλο αριθμό ερευνητών να δουλέψει ανεξάρτητα με το καθένα από αυτά. Γι' αυτό το λόγο, ενθαρρύνεται η συμμετοχή οποιουδήποτε ερευνητή θέλει να συμμετέχει στο πρόγραμμα. Ο κωδικός του λογισμικού των iCub μαζί με τα κατασκευαστικά σχέδια, διατίθενται για ελεύθερη χρήση στο διαδίκτυο.
Χτίζοντας εσωτερικά τις δεξιότητες εκμάθησης
Ενώ το ηλεκτρονικό κύκλωμα
και τα μηχανικά μέρη των iCub δεν προβλέπεται ότι θ' αλλάξουν ιδιαίτερα τους προσεχείς 18 μήνες, οι ερευνητές ενδιαφέρονται ν' αναπτύξουν περαιτέρω το λογισμικό τους. Προκειμένου να ενεργοποιήσουν την ικανότητα των ρομπότ να μάθουν κάνοντας, η ερευνητική ομάδα του Robotcub προσπαθεί να τους εγκαταστήσει ορισμένες εγγενείς δεξιότητες. Οι δεξιότητες αυτές περιλαμβάνουν την ικανότητα οπτικής ή ακουστικής ανίχνευσης των αντικειμένων, με κάποιο στοιχείο πρόβλεψης για την επόμενη κίνηση των αντικειμένων αυτών. Το iCub θα πρέπει επίσης να κατακτήσει την ικανότητα περιήγησης στον χώρο που θα βασίζεται σε σημάδια προσανατολισμού και να έχει αίσθηση της θέσης του μέσα σ' αυτόν.
Αλλά η πρώτη και κομβική δεξιότητα που τα iCub πρέπει ν' αποκτήσουν δια της μεθόδου " μαθαίνοντας και κάνοντας ", είναι να κινηθούν προς μια κατεύθυνση και να φθάσουν σ' ένα ορισμένο σημείο. Φέτος τον Οκτώβριο, οι μελετητές των iCub σχεδιάζουν ν' αναπτύξουν τις ικανότητες του ρομπότ ν' αναλύει οπτικά τις πληροφορίες που λαμβάνει και ν' αναπτύσσει " αισθήσεις " . Μετά από αυτά, το ρομπότ θα είναι ικανό να χρησιμοποιήσει αυτή την πληροφορία για ν' αποκτήσει χοντρικά τουλάχιστον, μια υποτυπώδη συμπεριφορά : να βγαίνει έξω και να κλείνει τα δάχτυλά του γύρω από ένα αντικείμενο.
Ο Giorgio Metta, ένας από τους μελετητές του προγράμματος, εξηγεί : " To πιάσιμο είναι το πρώτο βήμα για την γνωστική ανάπτυξη, καθώς απαιτεί την εκμάθηση χρήσης εργαλείων και της κατανόησης του γεγονότος ότι η αλληλεπίδραση με τα αντικείμενα έχει συνέπειες. Από κει και πέρα, καθώς το ρομπότ μαθαίνει ότι ορισμένα αντικείμενα χειρίζονται με ορισμένους τρόιπους, μπορεί ν' αναπτύξει πιο σύνθετες συμπεριφορές. "
Από τη στιγμή που θα συμπληρωθεί η συναρμολόγηση των έξη ρομπότ για τα ερευνητικά προγράμματα, οι μελετητές σχεδιάζουν να χτίσουν 15 - 20 ακόμα iCub, που θα χρησιμοποιηθούν στην Ευρώπη.
Οι νικητές των έξη προγραμμάτων είναι οι εξής :
Imperial College London:
Γνωστική ενσωμάτωση με χρήση εσωτερικής προσομείωσης και ολοκληρωμένου εργασιακού χώρου.
Université Pierre et Marie Curie, Paris: Κίνηση, πραγματικός και γνωστικός σκελετός για τα iCub.
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)/Université Lumiere Lyon 2: Ανάπτυξη των συμμετοχικών προθέσεων και των προθέσεων συνεργασίας στα ανθρωποειδή ρομπότ μέσω εγκατάστασης προτύπων προσομείωσης.
Technischen Universität München, Munich: Ανάπτυξη των παιδικών δεξιοτήτων χειρισμού στα iCub.Universitat Pompeu Fabra, Barcelona: Μια ολοκληρωμένη ανθρωπομορφική νευρομορφική γνωστική αρχιτεκτονική για τα iCub και τέλος,
Middle East Technical University, Ankara: Ανάδυση επικοινωνίας των iCub μέσω κινητικών αισθητήρων και κοινωνικής αλληλεπίδρασης.
Πηγές στοιχείων :
http://cordis.europa.eu/ictresults/index.cfm/section/news/tpl/article/BrowsingType/Features/ID/89673 και Μικρό λεξικό πληροφορικής, Anubis compupress Α.Ε., 1996
Μετάφραση από τα αγγλικά : Σοφία Πάνου, Απρίλιος 2008