رباتیک و هوش مصنوعی

هوش مصنوعی برای آموزش تعادل ربات، یاد دادن راه رفتن به ربات و … استفاده می‌شود. همیچنین در کشاورزی و در بخش امنیت از روش‌های یادگیری ماشین استفاده زیادی می‌شود. در ادامه به برخی از دستاوردهای ترکیب هوش مصنوعی و رباتیک اشاره خواهیم کرد.

ربات Cassie که با هوش مصنوعی تعادل خود را حفظ می کند

گروهی از پژوهشگران دانشگاه برکلی (کالیفرنیا) روشی جدیدتر و سریع‌تر را انتخاب کرده‌اند که به یک ربات دو پا اجازه می‌دهد راه رفتن را به تنهایی یاد بگیرد. یک ربات دوپا به نام Cassie، طرحی از Agility Robotics، راه رفتن را با استفاده از یادگیری تقویتی آموزش دیده است. یادگیری تقویتی روشی است که رفتار پیچیده هوش مصنوعی را از طریق آزمون و خطا آموزش می‌دهد. این ربات سنگین دو پا براحتی تعادل خود را از دست می‌دهد و سقوط می‌کند. درنتیجه، آموزش یک ربات بزرگ از طریق آزمون و خطا در دنیای واقعی خطرناک خواهد بود. برای برطرف کردن این مشکل، گروه از دو سطح محیط مجازی و شبیه‌سازی حرکات مختلف استفاده کرد. پس از آزمایش در محیط‌های مجازی، اطلاعات به ربات منتقل و در یک محیط واقعی بدون هیچ گونه تنظیم دیگری مورد آزمایش قرار گرفت. Cassie موفق شد مجموعه‌ای از رفتارهای متنوع و پویا را انجام دهد در حالی که نسبت به کنترل کننده‌های سنتی و روش‌های پیشین قویتر بود. این ربات حتی پس از خرابی دو موتور در پای راست خود قادر به ادامه راه بود.

ربات Cassie توانست مسافت ۵ کیلومتری را بدود

این ربات دو پا در دانشگاه ایالتی اورگان ساخته شده است. ربات Cassie به عنوان یک ربات چابک برای حمل بسته از کامیون‌های حمل و نقل تا ورودی خانه آغاز به کار کرد. سازندگان در تلاش برای کامل کردن توانایی‌های این ربات، نشان دادند Cassie می‌تواند مسافت ۵ کیلومتری را نرم بدود. این توانایی با الگوریتم یادگیری تقویتی عمیق محقق شده است. یادگیری تقویتی عمیق یک روش قدرتمند در هوش مصنوعی است که مهارت‌هایی مانند دویدن، پرش و بالا و پایین رفتن از پله‌ها را ممکن می‌سازد. Cassie توانست در مدت ۵۳ دقیقه و ۳ ثانیه این مسافت را طی کند.

آموزش راه رفتن به ربات ها در Oregon

دانشمندان دانشگاه ایالتی Oregon با آموزش یک ربات دوپا توسط شبیه سازی مهارت پیمودن پله را به ربات یاد دادند. در واقع حفظ تعادل ربات‌های دو پا یا حرکت آنان در محیط‌های مختلف هنوز یک مساله باز است. اینک فعالان در توسعه ربات دوپای Cassie را(محصول Agility Robotics) نیز به اندک افرادی افزوده شده‌اند که روش این کار را بلد هستند. Cassie یک ربات نابینا است. با توجه به اینکه در تاریکی، مه، یا هر محیط محدود کننده دیر امکان استفاده از دوربین و دید برای ردگیری مسیر وجود ندارد، ربات‌ها باید استفاده از سایر اطلاعات برای ردیابی را نیز یاد بگیرند. کاری که Cassie با روش شبیه‌سازی-به-عمل یادگیری تقویتی انجام می‌دهد. در واقع در ابتدای کار احتمال اینکه ربات تعادل خود را از دست بدهد زیاد است. بنابراین در مراحل اولیه کار استفاده از شبیه سازی مهم است. ربات ۱۰ بار از پله بالا رفت و ۱۰ پایین آمد و یا کار را با دقت ۸۰ درصد انجام داد.

هوش مصنوعی نوین برای آموزش راه رفتن به ربات چهارپا Unitree A1

مهندسان Carnegie Mellon یک الگوریتم هوش مصنوعی برای یاد دادن راه رفتن به ربات و حفظ تعادل را روی ربات Unitree A1 امتحان کردند. در این الگوریتم هیچ کد دستی برای حفظ تعادل وجود ندارد و ربات از عکس العمل بدنش روی سطح به نحوه درست راه رفتن دست می یابد. نتایج نشان می‌دهد که این روش به سادگی کلیه روش‌های رقیب را کنار می‌زند.

مزرعه تمام خودکار Food Agility

کشاورزان معمولا در صف نخست کارهای مزرعه و گلخانه‌های پرورش محصولات غذایی هستند. کاری که بسیار خسته کننده است و انرژی زیادی می‌طلبد. شاید این روند در آینده تغییر کند و کشاورزان تنها رشد و کیفیت محصولات را زیر نظر داشته باشند و به نوعی تنها مدیر مزرعه خود باشند. این ایده اینک در مزرعه تمام خودکاری که در استرالیا راه‌اندازه شده است با کمک ربات‌ها و فناوری روز پیاده شده است. این طرح در دانشگاه Charles Sturt در Waga Waga استرالیا توسعه یافته است و با کامل شدن آن ۱۹۰۰ هکتار مزرعه توسط ماشین‌های هوشمند اداره می‌شود. از جمله فناوری‌های این مزرعه می‌توان به پهپادها، ربات‌های هوشمند برداشت محصول، تراکتور هوشمند و انواع حسگرها نام برد.

 مزرعه تمام خودکار Food Agility

توسعه دوربین‌های هوشمندی که از مغز انسان تقلید می‌کنند

دارپا (آژانس پروژه‌های پژوهشی پیشرفته دفاعی آمریکا) سه گروه پژوهشی را برای توسعه دوربین‌های هوشمند مادون قرمز انتخاب کرد. هدف این پروژه (موسوم به FENCE) این است تا با تقلید از چگونگی پردازش اطلاعات توسط مغز انسان، دوربین‌های دیدرایانه را کارآمدتر کند. دوربین‌های پیشرفته امروزی با صحنه‌هایی که تغییرات کمی برای ردیابی دارند به خوبی کار می‌کنند اما توانایی آنها در صحنه‌های بسیار نامرتب و پویا شکست می‌خورد و استفاده از آنها در بسیاری از برنامه‌های نظامی محدود است. هدف از پروژه جدید توسعه یک کلاس جدید حسگرهای تصویربرداری مبتنی بر رویداد است که تنها اطلاعات مربوط به پیکسل‌های تغییر یافته را منتقل می‌کنند. این بدان معنی است که آنها داده‌های کمتری تولید می‌کنند و با تأخیر و انرژی بسیار کمتری کار می‌کنند.

 توسعه دوربین‌های هوشمندی که از مغز انسان تقلید می‌کنند

توسعه دستگاهی رباتیک برای برداشت و اصلاح قارچ‌های دکمه ای

پژوهشگران کالج علوم کشاورزی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا سازوکاری رباتیک برای برداشت و اصلاح قارچ ایجاد کرده است. صنعت قارچ با کمبود نیروی کار و افزایش هزینه‌های کاری روبرو شده است. چیدن مکانیکی یا رباتیک می‌تواند به رفع این مشکلات کمک کند. این ربات با سیستم بینایی ماشین طراحی شده است و به صورت خودکار قادر به جمع‌آوری قارچ‌های رشد یافته است.

این ربات حالات چهره انسان را تشخیص و آن را تقلید می‌کند

پژوهشگران مهندسی در دانشگاه کلمبیا یک ربات مستقل جدید با چهره‌ای نرم توسعه داده‌اند که با حالات چهره به طرف مقابل خود واکنش نشان می‌دهد. این توانایی به تقویت رابطه ربات‌ها و انسان کمک می‌کند. ربات EVA قادر به ابراز احساسات متفاوت است، خشم، ترس، شادی، غم و غافلگیری و همچنین مجموعه‌ای از احساسات ظریف‌تر. ربات EVA از یک جمجمه چاپ سه بعدی به اندازه انسان بزرگسال و صورت لاستیکی نرم در جلو تشکیل شده است. عضلات مصنوعی، برای نمونه کابل‌ها و موتورها، نقاط خاصی از صورت EVA را کشیده و حرکات بیش از ۴۲ عضله کوچک موجود در پوست و استخوان‌های صورت انسان را تقلید می‌کند. این ربات از یک هوش مصنوعی و یادگیری عمیق برای خواندن و سپس تقلید حالت چهره انسان مقابل خود استفاده می‌کند. این تنها یک آزمایش آزمایشگاهی است و ابراز احساسات توسط یک ربات با شیوه انجام آن توسط یک فرد فاصله بسیاری دارد. مهندسان متذکر می‌شوند ربات‌هایی که قادر به پاسخگویی با طیف گسترده‌ای از زبان بدن انسان هستند، در محیط‌های کاری، بیمارستان‌ها، مدارس و خانه‌ها مفید خواهند بود.

ربات جدید کشاورزی در هر ساعت ۱۰۰۰۰۰ علف هرز را با لیزر نابود می‌کند

این ربات از هوش مصنوعی (AI) و فناوری لیزر برای رانندگی ایمن و مؤثر در مزارع برای شناسایی، هدف‌گیری و از بین بردن علف‌های هرز استفاده می‌کند. بر خلاف سایر فناوری‌های نابود کننده علف‌های هرز، ربات‌ها از لیزرهای پر قدرت و انرژی حرارتی برای از بین بردن علف‌های هرز استفاده می‌کنند که هیچ مزاحمتی برای خاک ندارد. این ربات به قدری کارآمد است که می‌تواند در هر ساعت بیش از ۱۰۰۰۰۰ علف هرز را از بین ببرد. ربات‌های خودکار موجب مصرف کمتر علف کش‌ها می‌شود و نیروی کار را کاهش می‌دهد در حالی که قابلیت اطمینان و عملکرد محصول بهبود می‌دهد.

ربات SN-3 Nova برای تعمیرات

اگر با ربات Spot شرکت Boston Dynamics و کاربردهای آشنا هستید باید بدانید که SN-3 Nova نیز به همین خانواده تعلق دارد. این ربات توسط یک طراح ایرانی با نام امین آخشی برای انجام اموری طراحی شده که دخول در آن برای انسان خطرناک است. این ربات می‌تواند همکار جدید کارمندان بخش تعمیرات در آینده باشد تا خطری سلامت این افراد در هنگام ورود به منطقه برای تعمیر تهدید نکند. در قسمت سر آن ابزارهای EndoWrist برای تعمیرات قطعات الکترونیکی تعبیه شده است. ربات برای مانور در نور کم ربات به دوربین HDR مجهز است. SN-3 Nova همچنین به اسکنر لیزری سه بعدی، باتری ۴۸ ولت لیتیمی و حسگرهای CMOS برای دقت بالا مجهز است. نمایشگر وضعیتی روی سر ربات قرار دارد که اطلاعات لازم را به نمایش گذارد. این ربات ۱.۴ متر ارتفاع دارد.

 SN-3 Nova

سریع ترین ربات چهارپای بازار با نام AlphaDog را بشناسیم

AlphaDog یک ربات چهارپای خانگی ساخت شرکتی در چین با نام Weilan است که به نوعی رفتار یک سگ واقعی را کپی‌برداری می کند.این ربات دستورات کاربر را اجرا می‌کند، به افراد نابینا در مسیر یابی و حمل بار کمک می‌کند و کاربر به کمک ان می‌تواند امور بسیاری را مدیریت کند. هرچند به لحاظ ظاهر این ربات مشابه Spot است اما برخلاف ربات Boston Dynamics سازندگان آن بازار تجاری را هدف خود قرار داده‌اند و نه شرکت‌ها را. شرکت سازنده مدعی است که AlphaDog با ۱۵ کیلومتر بر ساعت در حال حاضر رکورددار سرعت ربات‌های چهارپای بازار است. استفاده از فناوری ۵G به ربات امکان می‌دهد به کمک اتصال سریع اینترنت واکنش‌هایی سریع نیز داشته باشد.

سگ رباتیک راهنما

گروهی از پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی یک سگ رباتیک شبیه سگ‌های راهنمای واقعی برای کمک به نابینایان توسعه دادند. سگ‌های راهنما برای افراد نابینا یا کم‌بینا بسیار مفید هستند. اما آن‌ها محدودیت‌های خود را دارند. نخستین مورد این است که برای آموزش یک سگ زمان و هزینه بسیاری لازم است. مشکل دیگر سگ‌های راهنما عدم توانایی آنها در خواندن نقشه و سپس استفاده از آن برای پیمایش به مکان مورد نظر است. در تلاشی جدید، پژوهشگران یک سگ رباتیک تولید کرده‌اند که قادر به انجام وظایف یک سگ زنده راهنما و همچنین ارائه خدمات اضافی است. پژوهشگران کار خود را با ربات mini cheetah آغاز کردند که توسط شرکت Boston Dynamics ساخته شده است. این دستگاه قادر است روی چهار پا راه برود و مجهز به لیزر و دوربین است که به آن امکان می‌دهد تا محیط پیرامون را بنگرد. همچنین دارای مغز رایانه‌ای است تا از برخورد با اشیا جلوگیری کند و در یک مسیر از پیش تعیین شده گام بردارد. پژوهشگران یک بند (افسار) و یک دوربین عمقی برای ردیابی به این ربات افزودند.


آشنایی با قابلیت های ربات های جدید
ربات ANYmal: راه حل جدید شرکت ANYbotics برای بازرسی خودکار مکان های صنعتی
توسعه فناوری جدید عضلات مصنوعی توسط مهندسین مکانیک


«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *