Vnímání podnětů a výpočet odezvy vyžaduje „hodně počítání“, což omezuje čas
Nový vývoj bude sloužit jako impuls pro mnohérobotické aplikace, včetně případně první pomoci infekčním pacientům. "Bylo by skvělé, kdybychom měli roboty, kteří by pomohli snížit riziko pro pacienty a nemocniční pracovníky," říká Neumann.
Výzkum popisující vývoj bude prezentován na dubnové mezinárodní konferenci o architektonické podpoře programovacích jazyků a operačních systémů.
Robot má tři hlavní fáze.První je vnímání, které zahrnuje sběr dat pomocí senzorů nebo kamer. Druhým je mapování a lokalizace: na základě toho, co roboti viděli, musí sestavit mapu světa kolem sebe a poté se na ní lokalizovat. Třetím krokem je plánování a řízení dopravy, jinými slovy sestavení akčního plánu.
Tyto kroky mohou nějakou dobu trvat a mohou být obrovské.výpočetní výkon. Aby mohli být roboti rozmístěni v terénu a bezpečně pracovat v dynamickém prostředí kolem lidí, musí být schopni velmi rychle myslet a reagovat. Algoritmy, které jsou v současné době k dispozici, nelze na aktuálním hardwaru procesoru spustit dostatečně rychle. “
Ano, vědci nyní pracují na tvorbělepší algoritmy, ale samotné softwarové vylepšení nejsou řešením, říká Neumann. Je čas jít nad rámec standardního CPU, které pohání mozek robota, pomocí hardwarové akcelerace.
Hardwarová akcelerace znamená použitíspecializovaná jednotka pro efektivnější provádění určitých výpočetních úkolů. Příkladem hardwarového akcelerátoru je jednotka grafického zpracování (GPU), mikroobvod určený pro paralelní zpracování. Tato zařízení jsou vhodná pro práci s grafikou, protože jejich paralelní struktura jim umožňuje současně zpracovávat tisíce pixelů. Většina robotů je navržena s danou sadou aplikací a mohou těžit z hardwarové akcelerace. Inženýři na MIT proto vytvořili robomorfní výpočty.
Systém vytváří individuální designvybavení, které nejlépe vyhovuje výpočetním potřebám konkrétního robota. Uživatel zadává parametry robota, jako je poloha končetin a pohyb různých částí. Nový vývoj převádí tyto fyzikální vlastnosti do matematických matic. Jsou „řídké“, což znamená, že obsahují mnoho nulových hodnot, které zhruba odpovídají pohybům, které jsou vzhledem ke specifické anatomii robota nemožné. Stejně tak je omezen pohyb ruky člověka, protože se může ohýbat pouze v určitých kloubech.
Systém poté navrhne hardwarovou architekturu,specializuje se na provádění výpočtů pouze s nenulovými hodnotami v maticích. Výsledný design čipu je tedy upraven tak, aby maximalizoval efektivitu výpočetních potřeb robota. A toto nastavení se vyplatilo při testování.
Hardwarová architektura navržená sPři použití této metody pro konkrétní aplikaci překonává standardní a GPU – osmkrát rychlejší než CPU a 86krát rychlejší než GPU.
Přečtěte si více
Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí
Vědci navrhli kolonizovat satelit Ceres
Podívejte se na nejvzácnější blesky: modrý proud a elf z ISS
Centrální procesorová jednotka (CPU; také centrální procesorová jednotka - CPU; anglicky centrální procesorová jednotka, CPU, doslova -centrální procesorová jednotka, často jenprocesor) - elektronická jednotka nebo integrovaný obvod,provádějící strojové instrukce (programový kód), hlavní část hardwaru počítače nebo programovatelného logického automatu. Někdy volalmikroprocesornebo jednodušeprocesor.