Поспеловские чтения 2013.

Москва, Институт проблем управления, 3-4.12.2013.

Интеллектуальные задачи современной робототехники (моторика-сенсорика-интеллект ) В.Е.Павловский

ИПМ им.М.В.Келдыша РАН, РГГУ, УНЦ «Интеллектуальная робототехника», механико-математический факультет МГУ

1

моторика – сенсорика - интеллект интеллектуальная система + сенсоры = когнитивная система + эффекторы = интеллектуальный робот

«Возникновение» интеллекта роботов

2

«Направление» к интеллекту роботов

3

1. Роботы

Что составляет «современную робототехнику» … проекты, IROS-2013, iREX-2013

4

NASA: парусник на Венеру

5

робобуеры: проект NASA, проект ИПМ-мех-мат МГУ (шасси и модель)

6

Китай: Чанъэ-3 - лунный посадочный модуль и луноход «Нефритовый Заяц»

7

A new IROS begins in 2013. We can lead this unique and prestigious conference towards a new era of intelligent robots and systems to meet the needs of the changing times . - IROS2013 New Horizon. Let us look beyond IROS.

IROS: о чем говорит IROS-2013

8

1. Dynamic Robots: Mobility, Speed and Dexterity.

Dr. Marc Raibert Boston Dynamics, USA 2. Robotics-Assisted Automatic Fabrication of Cellsheets for Regenerative Medicine.

Prof. Masayuki Yamato Tokyo Women's Medical University, Japan 3. Surgical Robotics: From application specific robots to automated design and 3D-printing of patient-specific, disposable robots.

Prof. Tim C. Lüth Technische Universität München, Germany Пленарные доклады IROS-2013

9

от IROS-2013 к iREX-2013

10

Швейцария, EPFL: GimBall

11

GimBall и первый российский робот-шар SpheRob

12

GimBall

13

Токийский университет: MUWA

14

Токийский университет: MUWA

15

BAXTER и Родни Брукс

16

BAXTER «при делах»

17

Seiko Epson , Япония

18

хромированная (зеркальная) рука

19

скоростной манипулятор, сортировка

20

детский экзоскелетон

21

Prof. Shigeo Hirose: HiBot ACM-R5H змея-амфибия. Япония

22

Южная Африка, Кейптаун: DIMA

23

Университет Беркли (TailBot) и университет Пенсильвании

24

высокоточный и деликатный манипулятор

25

Роботы сегодня:

движение:

высоконадежное, мягкое, точное, деликатное, быстрое и сверхбыстрое, безопасное, увеличивается число степеней свободы и сложность движущихся элементов …

среда обитания:

роботы начинают осваивать комплексированные среды, включаются нетрадиционные средства перемещения;

интерфейс:

становится все более дружественным, «экранные аватары», нетрадиционные устройства интерфейса (haptic – interface), существенно упрощается программирование, Интернет;

сенсоры:

зрение, в т.ч. скоростное, сонары, …

интеллект:

обучение и частичная автономия … 26

2. Искусственный интеллект роботов

от IROS-2013 к интеллектуальным проектам

27

IROS-2013 … 2. Workshop - from Remotely-Controlled to Autonomous-Collaborative Robots 3. Workshop - towards Social Humanoid Robots: What Makes Interaction Human Like?

4. Workshop - Cloud Robotics: Online Knowledge Bases, Web Services, and Cloud Computing for Robots 5. Workshop - Biologically Inspired Based Strategies for Hybrid and Multi-Modal Locomotion 6. Workshop - towards a Robot-Enabled, Neuroscience-Guided Healthy Society 7. Workshop - RAS-IARP Joint Workshop on Technical Challenges for Dependable Robots in Human Environments 8. Workshop - 5th Workshop on Planning, Perception and Navigation for Intelligent Vehicles ...

12. Workshop Cognitive Robotics and Systems – Replicating Human Actions and Activities (CRS-13) … MoBT9. Regular Session. Brain-Machine Interface 28

IURO. Компания Accrea Engineering, Мюнхенский технический университет

29

IURO = Interactive Urban RObot project

IURO. Компания Accrea Engineering, Мюнхенский технический университет

30

Iuro

(интерактивный городской робот) производится Accrea Engineering и используется для исследований в рамках партнерства между Техническим университетом Мюнхена, ETH (Цюрих) и Университетом Зальцбурга. Iuro разработан с амортизирующими дисками и набором лазерных датчиков, он в состоянии справиться с типичными городскими препятствиями (лестницы, бордюры). В пластиковой голове имеется 21 привод, обеспечивая робота полностью управляемыми глазами, веками, бровями, губами, ушами и ртом. Робот оснащен сенсором Kinect от Microsoft.

Iuro может контактировать с людьми и спрашивать у них дорогу для перемещения по городу. Робот действует "социально приемлемым образом", он способен весело перемещаться туда-сюда между людьми и выражать счастье, отвращение или удивление.

Стерео камеры над глазами и Kinect-сенсор в груди помогают Iuro взаимодействовать с людьми на улице, интерпретируя слова и жесты, чтобы дать ему возможность найти дорогу от одного места к другому без использования карты или GPS. Общая цель создания Iuro - научить роботов навигации с использованием символической идентификации местоположения улице прямо и повернешь налево, когда увидишь автобусную остановку". Даже люди имеют проблемы с такого рода вещами. Потому робот учится понимать инструкции, распознавать и интерпретировать жесты, переводя неопределенные взмахи руки, которые могут сопровождать такие фразы как: "в том направлении".

, например: "пойдешь по этой Разработчики выпускают робот в город, и не всегда знают, куда он направится.

16 октября 2012 г.

IURO. Компания Accrea Engineering, Мюнхенский технический университет

31

iCUB (2007) когнитивная жестикуляция, взаимодействие жестами, восприятие пространства … NAO (2009) запрограммирован на самообучение RoBoy (2013) принципиально новая система приводов – движения

Обучающиеся роботы: iCUB (Италия), NAO (Франция), RoBoy (Швейцария)

32

Футбол роботов. На поле андроиды NAO.

33

В России

Центры, ведущие исследования по интеллектуальной робототехнике : - УНЦ «Интеллектуальная робототехника» РГГУ – ИПМ им.М.В.Келдыша РАН - Санкт-Петербургский государственный Политехнический университет, группа Л.А.Станкевича - Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, лаборатория Интеллектуальной робототехники, О.В.Толстель - МИЭМ ВШЭ, стайные и групповые задачи, В.Э.Карпов - МГТУ им.Н.Э.Баумана, А.С.Ющенко, С.Л.Зенкевич и др.

сенсорика роботов, Рубцов И.В., В.П.Носков - МИРЭА, ИИ в робототехнике, В.М.Лохин и др.

- СПИИРАН, мультиагентные системы, Городецкий В.И.

34

УНЦ «Интеллектуальная робототехника» РГГУ – ИПМ им.М.В.Келдыша РАН Тактильный анализ размеров цилиндрических предметов.

Зрительное распознавание формы предметов. Модуль технического зрения для восприятия линии.

Движение по заданной траектории под контролем зрения. Алгоритмы стратегических решений и визуального ввода в матричной игре с нулевой суммой.

Роботизированная запись букв на доске.

Задачи «желтого уровня»

35

УНЦ «Интеллектуальная робототехника» РГГУ – ИПМ им.М.В.Келдыша РАН Задача «ящики – шары – метки».

Цель – с помощью движения и зрения найти специальные ящики с шарами и установить закономерности, как они там располагаются.

Пометить ящики.

Новые шары размещать в ящики согласно найденным закономерностям.

Задачи NAO Home Challenge.

Задачи «зеленого уровня»

36

В.Э.Карпов (2009):

Некоторые перспективные направления интеллектуализации роботов Социальная робототехника.

Развитие моделей коллективного поведения, формирование законов социального поведения роботов.

Межмашинное общение.

могут возникнуть коммуникативные функции в коллективе роботов.

Создание условий, при которых Реализация механизма эмоций.

мотивации.

Эмоции как усилитель 37

Спасибо за внимание

38