• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Sztuczna dłoń coraz bardziej naturalna

    01.07.2011. 18:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Poznanie zawiłości funkcjonowania ludzkiej dłoni stanowi niezbędną część procesu opracowywania sztucznej, antropomorficznej dłoni przegubowej, a unijny projekt, który zamierza właśnie to osiągnąć posuwa się pełną parą.

    Projekt HANDLE, który zgromadził naukowców z 9 instytucji partnerskich z 6 krajów europejskich, otrzymał wsparcie w wysokości 6,35 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR). Paneuropejski zespół badawczy z Francji, Hiszpanii, Niemiec, Portugalii, Szwecji i Wlk. Brytanii ma nadzieję opracować bardziej autonomiczną sztuczną dłoń, zdolną do wykonywania naturalnych ruchów.

    Sztuczna dłoń, którą opracowują naukowcy, jest tego samego rozmiaru, co średnia dłoń męska i waży około 4 kg. Wykonana jest z wielu precyzyjnych, zmechanizowanych części z aluminium i tworzywa sztucznego oraz z czujników i układów ruchu. W sumie posiada 20 siłowników i może wykonywać 24 ruchy - czyli tyle samo co ludzka dłoń.

    "Obok pożądanych postępów technologicznych, pracujemy z podstawowymi aspektami badań interdyscyplinarnych, aby wyposażyć układ sztucznej ręki w zawansowane zdolności percepcyjne, wysoki poziom kontroli informacji oraz elementy inteligencji, która umożliwi mu rozpoznawanie obiektów i kontekstów działania" - wyjaśnia Mohamed Abderrahim, jeden z naukowców pracujących nad projektem z Wydziału Inżynierii i Automatyki Systemów Uniwersytetu w Madrycie w Hiszpanii.

    Dotychczas hiszpański zespół informował o pomyślnych wynikach w zakresie percepcji wzrokowej oraz układów kinematycznego i dynamicznego - układ jest w stanie rozpoznać obiekt w swoim otoczeniu i przekazać informacje do układu planowania i ruchu sztucznej ręki.

    Aczkolwiek budowanie sztucznej ręki nie idzie jak po maśle. Próby odtworzenia ruchów ludzkiej dłoni za pomocą systemu robotycznego napotykają na wiele przeszkód, zwłaszcza na brak miejsca wewnątrz dłoni.
    "Dłoń człowieka jest niewiarygodnie kompletna, co sprawia, że nie lada wyzwaniem jest zmieszczenie wszystkich potrzebnych części w sztucznej dłoni i zintegrowanie wszystkich siłowników umożliwiających mobilność podobną do tej, jaką dysponuje ludzka dłoń" - zauważa profesor Mohamed Abderrahim.

    Kolejnym problemem jest obecnie brak na rynku czujników wystarczająco małych, aby można je było wbudować w urządzenie i zapewnić mu wrażliwość podobną do ludzkiej dłoni, a przez to wykonywanie precyzyjnych ruchów.

    Chociaż naukowcy mogą poradzić sobie ze stworzeniem doskonałego robota z punktu widzenia mechanicznego i sensorycznego, to bez inteligentnych elementów urządzenie nie będzie w stanie funkcjonować autonomicznie ani dostosować swoich ruchów i regulacji do cech charakterystycznych obiektów, takich jak ich geometria, tekstura, ciężar czy zastosowanie.
    Istnieje na przykład różnica między podniesieniem śrubokrętu, aby go komuś podać albo go odłożyć, albo użyć - ta ostatnia czynność wymaga ułożenia śrubokręta w dłoni, aż znajdzie się w pozycji odpowiedniej do posłużenia się nim i to właśnie inteligentny system ręki kontroluje te ruchy.

    Naukowcy podkreślają, że jak na razie sztuczna dłoń, która może wykonywać autonomicznie proste zadania istnieje tylko w filmach SF.
    "Wedle moich osobistych szacunków potrzeba jeszcze około 15 lat badań w tych dziedzinach, aby zbudować sztuczną dłoń zdolną do wykonywania pewnych złożonych zadań o stopniu precyzyjności, niezależności i zręczności podobnym do ludzkiej dłoni" - oświadcza profesor Abderrahim.

    Kolejny etap projektu HANDLE, który potrwa do 2013 r., polegać będzie na integracji wszystkich wyników uzyskanych w toku dziewięciu projektów partnerskich w jeden system.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Ben Goertzel (ur. 8 grudnia 1966 w Rio de Janeiro) – amerykański pisarz i badacz w dziedzinie sztucznej inteligencji. Prowadzi prywatną firmę produkującą oprogramowanie Novamente LLC, która ma na celu wytworzenie silnej sztucznej inteligencji, którą Ben Goertzel nazywa „Artificial General Intelligence” (sztuczną ogólną inteligencją). Jest też CEO firmy Biomind LLC, rozprowadzającej oprogramowanie do opartej na sztucznej inteligencji analizy danych biologicznej mikromacierzy. Doradca Singularity Institute i jego dawny dyrektor badawczy. Robot – mechaniczne urządzenie wykonujące automatycznie pewne zadania. Działanie robota może być sterowane przez człowieka, przez wprowadzony wcześniej program, bądź przez zbiór ogólnych reguł, które zostają przełożone na działanie robota przy pomocy technik sztucznej inteligencji. Roboty często zastępują człowieka przy monotonnych, złożonych z powtarzających się kroków czynnościach, które mogą wykonywać znacznie szybciej od ludzi. Domeną ich zastosowań są też te zadania, które są niebezpieczne dla człowieka, na przykład związane z manipulacją szkodliwymi dla zdrowia substancjami lub przebywaniem w nieprzyjaznym środowisku. Cyc – projekt z dziedziny sztucznej inteligencji (AI), mający na celu stworzenie kompletnej bazy wiedzy, tak zwanego zdrowego rozsądku. Ma to stanowić podstawę, która umożliwi programom AI, przeprowadzanie rozumowania podobnego do ludzkiego.

    RoboCup – międzynarodowe zawody robotów odbywające się od 1997. Celem zawodów jest tworzenie autonomicznie działających robotów, z zamiarem promocji badań naukowych w zakresie sztucznej inteligencji i robotyki. Nazwa RoboCup jest skrótem od Robot Soccer World Cup. Przetwarzanie języka naturalnego (ang. natural language processing, NLP) – interdyscyplinarna dziedzina, łącząca zagadnienia sztucznej inteligencji i językoznawstwa, zajmująca się automatyzacją analizy, rozumienia, tłumaczenia i generowania języka naturalnego przez komputer. System generujący język naturalny przekształca informacje zapisane w bazie danych komputera na język łatwy do odczytania i zrozumienia przez człowieka. Zaś system rozumiejący język naturalny przekształca próbki języka naturalnego na bardziej formalne symbole, łatwiejsze do przetworzenia dla programów komputerowych. Wiele problemów NLP wiąże się zarówno z generacją, jak i rozumieniem języka np. model morfologiczny zdania (struktura słów), który komputer powinien zbudować, jest potrzebny zarazem do tego by zdanie było zrozumiałe, jak i gramatycznie poprawne.

    Bouldering (z ang. boulder – głaz) – wspinaczka po zazwyczaj wolnostojących, kilkumetrowych blokach skalnych bez użycia asekuracji liną. Sportowy charakter boulderingu wiąże się z częstymi, zazwyczaj niekontrolowanymi odpadnięciami od skały, stąd też podstawową metodą asekuracji jest stosowanie tzw. crashpadów, czyli przenośnych materaców oraz pomoc tzw. spottera, czyli partnera, który pomaga w kontrolowaniu lotu, zabezpieczając górną część ciała przed bezpośrednim uderzeniem o ziemię. Bouldering to forma wspinaczki składającej się z niewielkiej ilości trudnych ruchów (tzw. przechwytów). Zgodnie z ogólnie przyjętą przez środowiska wspinaczy normą za boulder uznać można nawet jednoruchowe przejście danego problemu skalnego. Wspinaczka boulderowa (spolszczone formy: bulderowa, balderowa) wymaga dużej siły maksymalnej, czyli takiej, która swój najwyższy poziom wytwarza w jak najkrótszym czasie. Popularną i coraz częściej praktykowaną formą treningu, jest bouldering na sztucznej ścianie wspinaczkowej (na tzw. panelu). Monte-Carlo Tree Search (w skrócie MCTS) – heurystyka podejmowania decyzji w pewnych zadaniach sztucznej inteligencji, używana zwłaszcza do wyboru ruchów w grach. Sztandarowy przykład jej zastosowania to współczesne programy komputerowe do gry w go. Metodę MCTS stosuje się również w programach grających w inne gry planszowe (między innymi Hex, Havannah, Amazonki i Arimaa), w gry czasu rzeczywistego (na przykład Ms. Pac-Man) oraz w gry niedeterministyczne (na przykład skata, pokera, Magic: The Gathering, czy Osadników z Catanu). Metoda MCTS skupia się na analizie najbardziej obiecujących ruchów, opierając rozrost drzewa wariantów na losowym próbkowaniu przestrzeni przeszukiwań.

    Czujnik optyczny - czujnik optoelektroniczny, który jest elementem automatyki. Zasada działania polega na wysyłaniu wiązki promieni świetlnych przez nadajnik oraz na odbieraniu jej przez odbiornik. Czujnik ten reaguje na obiekty przecinające wiązkę światła pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem lub na wiązkę odbitą od obiektu. Stosowane są te czujniki do określania poziomu cieczy i materiałów sypkich, kontroli położenia ruchomych części maszyn oraz do identyfikacji obiektów znajdujących się w zasięgu działania czujników, np. przesuwające się taśmy transportowe. Czujniki te mogą generować sygnał przy pomocy którego można zliczać przesuwające się przedmioty, albo liczyć ilość obrotów jakiegoś elementu. Czujniki optyczne charakteryzują się dużymi strefami wykrywania obiektów. Natomiast wadą tego czujnika jest to, że nie może pracować w miejscach zanieczyszczonych. Ekonomika ruchów elementarnych – zasada kształtowania optymalnej metody pracy wykonywanej przez człowieka z perspektywy sekwencji ruchów elementarnych niezbędnych do wykonania zadania. Standaryzacja metod pracy zgodnych z zasadami ekonomiki ruchów elementarnych ukierunkowana jest na wykonanie zadania jak najmniejszą ilością ruchów jak najmniej czasochłonnych wykonywanych równocześnie obydwiema rękami. Połączenie zasady ekonomiki ruchów elementarnych z zasadami Lean Manufacturing pozwala w procesie optymalizacji i standaryzacji metod pracy na bardziej precyzyjne zdefiniowanie czynności dodających wartość i będących marnotrawstwem. Określenie czynności dodających wartość na poziomie ruchów elementarnych pozwala na lepsze kształtowanie optymalnych metod pracy i w wyniku tego redukcję kosztów wytwarzania.

    Demon Laplace’a – hipotetyczna istota dysponująca kompletną wiedzą o położeniu wszystkich cząstek elementarnych Wszechświata oraz wszelkich siłach działających na nie; dzięki analizie tych danych zdolna do odtworzenia całej przeszłości i przewidzenia całej przyszłości ruchów wszystkich obiektów we wszechświecie. Koncepcja demona Laplace’a reprezentuje filozofię determinizmu oraz fatalizmu.

    System ekspertowy – pojęcie z zakresu sztucznej inteligencji oznaczające system komputerowy, który emuluje proces podejmowania decyzji przez człowieka-eksperta. Systemy ekspertowe rozwiązują złożone problemy na podstawie analizy baz wiedzy, a nie realizację prostego algorytmu jak to ma miejsce w przypadku programów tradycyjnych.

    Sztuczny neuron - prosty system przetwarzający wartości sygnałów wprowadzanych na jego wejścia w pojedynczą wartość wyjściową, wysyłaną na jego jedynym wyjściu (dokładny sposób funkcjonowania określony jest przez przyjęty model neuronu). Jest to podstawowy element sieci neuronowych, jednej z metod sztucznej inteligencji, pierwowzorem zbudowania sztucznego neuronu był biologiczny neuron. Paradoks Moraveca – odkrycie z dziedziny sztucznej inteligencji i robotyki, mówiące, że wbrew tradycyjnym przeświadczeniom, wysokopoziomowe rozumowanie wymaga niewielkiej mocy obliczeniowej, natomiast niskopoziomowa percepcja i zdolności motoryczne wymagają olbrzymiej mocy obliczeniowej. Sformułowali je w latach 80. XX wieku m.in. Hans Moravec, Rodney Brooks i Marvin Minsky. Moravec napisał: „Stosunkowo łatwo sprawić, żeby komputery przejawiały umiejętności dorosłego człowieka w testach na inteligencję albo w grze w warcaby, ale jest trudne albo wręcz niemożliwe zaprogramowanie im umiejętności rocznego dziecka w percepcji i mobilności.”.

    Dodano: 01.07.2011. 18:26  


    Najnowsze