Дослідники розробили автоматизований спосіб розробки індивідуального обладнання, яке прискорює роботу робота. Система, яка називається роботоморфними обчисленнями, враховує фізичну структуру робота, пропонуючи оптимізовану архітектуру обладнання.
Сучасні роботи можуть рухатися швидко. «Мотори швидкі і потужні», – говорить Сабріна Нойман, провідний фахівець Массачусетського технологічного інституту. Однак в складних ситуаціях, наприклад при взаємодії з людьми, роботи часто повільні. «Зависання – ось що відбувається в голові робота. Сприйняття стимулів і обчислення реакції вимагає «великої кількості обчислень», що обмежує час реакції», – додає вона.
Нойман знайшла спосіб боротися з цією невідповідністю між «розумом» і тілом робота. Цей метод, названий роботоморфними обчисленнями, використовує фізичну схему робота і передбачувані застосунки для створення спеціалізованого комп’ютерного чіпа, який мінімізує час відгуку робота.
За словами Нойман, в роботі робота є три основних етапи. Перший – це сприйняття, яке включає збір даних за допомогою сенсорів або камер. Другий – це відображення і локалізація: «На основі того, що вони бачили, вони повинні побудувати карту світу навколо себе, а потім локалізувати себе на цій карті», – каже Нойман. Третій крок – це планування і контроль руху, іншими словами, побудова плану дій.
Ці кроки можуть зажадати часу і величезних обчислювальних потужностей. «Щоб роботи могли бути розгорнуті в польових умовах і безпечно працювати в динамічному середовищі навколо людей, вони повинні бути здатні думати і дуже швидко реагувати», – каже Брайан Планчер, співавтор дослідження.
Нойман додає, що дослідники вивчають кращі алгоритми, але вона вважає, що поліпшення програмного забезпечення самі по собі не є відповіддю. «Що тут відносно нове, так це ідея, що ви можете також вивчити більш досконале обладнання». Це означає вихід за рамки стандартної мікросхеми процесора, яка включає мозок робота, – за допомогою апаратного прискорення. Апаратне прискорення належить до використання спеціалізованого апаратного блоку для більш ефективного виконання певних обчислювальних задач.
Планчер бачить широкі можливості застосування для роботоморфних обчислень. «В ідеалі ми можемо з часом виготовити індивідуальний чіп планування руху для кожного робота, який дозволить їм швидко обчислювати безпечні та ефективні комбінації рухів», – говорить він. «Я не здивуюся, якщо через 20 років у кожного робота буде кілька спеціалізованих комп’ютерних мікросхем, і це може бути один з них». Нойман додає, що робоморфні обчислення можуть позбавити людей від ризику в різних умовах, наприклад, догляд за пацієнтами з COVID-19 або маніпулювання важкими предметами.
Читайте також: