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将空间概念注入机器人系统的新方法

时间:2022-05-19 来源网站:松原化工机械网

将空间概念注入机器人系统的新方法

索邦大学(SorbonneUniversités)和CNRS的研究人员最近基于机器人的感觉运动流,研究了在机器人系统中出现简化空间概念的前提条件。

他们的研究预先发表在arXiv上,是一个较大项目的一部分,其中他们探讨了如何将基本的感知概念(例如,身体,空间,物体,颜色等)灌输到生物或人工系统中。

到目前为止,机器人系统的设计主要反映了人类感知世界的方式中国机械网okmao.com。但是,仅凭人类直觉设计机器人可能会将其感知仅限于人类所经历的感知。

为了设计完全自主的机器人,研究人员可能需要摆脱与人类有关的构造,使机器人代理能够发展自己的感知世界的方式。

根据Sorbonne大学和CNRS的研究人员小组的说法,机器人应仅通过分析其感觉运动体验并确定有意义的模式来逐步发展自己的感知概念。

进行这项研究的研究人员之一亚历山大·特列霍夫(Alexander Terekhov)对TechXplore表示:“一般的假设是,没有人对生物体给出感知概念。”

“相反,这些概念是随着时间的推移而发展起来的,它们是有用的工具,可以帮助他们理解不断暴露的大量感觉运动数据。

结果,青蛙的空间概念很可能与蝙蝠的空间概念有所不同。反过来,它又不同于人类,因此,在构建机器人时,我们应该给它什么空间的概念呢?

如果我们想让机器人真正地智能化,我们就不应该使用抽象概念来构建它们,而应该提供他们使用的算法将使他们能够自己开发这些概念。”

Terekhov和他的同事表明,不能仅凭外在感受信息来推论空间独立于环境的概念,因为这种信息根据在环境中所发现的东西而有很大差异。

通过研究将电动机命令与代理外部刺激变化相关联的功能,可以更好地定义此概念。

捷列霍夫说:“重要的见识来自法国著名数学家亨利·庞加莱(Henri Poincare)的一项古老研究,他对人们如何从人类感知中发展出通?用数学尤其是几何学感兴趣。” “他建议感觉输入的巧合可能起关键作用。”

代理可以使用其电动机在外部空间中移动其传感器。尽管外部代理配置x可以相同,但其感官体验会根据环境的结构而有很大差异。

一个简单的例子可以更好地解释Poincare提出的想法。当我们查看给定的对象时,眼睛会捕获特定的图像,如果该对象向左移动10厘米,该图像就会改变。但是,如果我们向左移动10厘米,我们看到的图像将几乎完全相同。

捷列霍夫说:“如果考虑到人体有多少种受体,这种特性似乎是不可思议的。” “几乎不可能在一生中有两次相同的输入,但是我们不断地经历着。这些低概率事件可能被大脑用来构造一般的感知概念。”

为了将这些想法应用到机器人系统的设计中,研究人员对虚拟机器人手臂进行了编程,并在其顶端装有摄像头。

每次收到相同的视觉输入时,机器人都会记录来自手臂关节的测量结果。特列霍夫说:“通过关联所有这些测量,即使没有显式访问此信息的机械手,该机器人也可以在数学上等效于其相机的位置和方向的抽象。”

“最重要的是,即使这个抽象概念是基于视觉输入而学习的,但最终它还是独立于视觉输入的,因此适用于所有环境;同样,我们的空间概念并不依赖于特定的场景。看到。”

在另一项研究中应用相同的原理,研究人员成功地促使机器人补偿了由其镜头前的镜头引起的光学畸变。通常,这可以通过在成对的失真和未失真图像上训练算法来实现。

捷列霍夫说:“我们研究中最棘手的部分是,机器人只能通过观察失真的图像来完成这项任务,就像人类学会补偿眼镜带来的失真一样。”

“我们认为Poincare引入的作为我们算法基础的原理可能会更通用,并且可以在多个层次上被大脑利用。我们目前正在探索使用这些原理构建不受损害的神经网络的可能性。避免灾难性的遗忘,并逐渐积累知识。”

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