Η αντίληψη των ερεθισμάτων και ο υπολογισμός μιας απόκρισης απαιτεί «πολύ υπολογισμό» που περιορίζει το χρόνο
Η νέα εξέλιξη θα χρησιμεύσει ως ώθηση για πολλούςεφαρμογές ρομποτικής, συμπεριλαμβανομένων πιθανώς πρώτων βοηθειών για μολυσματικούς ασθενείς. «Θα ήταν υπέροχο αν είχαμε ρομπότ που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη μείωση του κινδύνου για τους ασθενείς και τους εργαζόμενους στο νοσοκομείο», τονίζει ο Neumann.
Η έρευνα που θα περιγράφει την ανάπτυξη θα παρουσιαστεί στο Διεθνές Συνέδριο του Απριλίου για την Αρχιτεκτονική Υποστήριξη για Γλώσσες Προγραμματισμού και Λειτουργικά Συστήματα.
Υπάρχουν τρία κύρια στάδια στη λειτουργία του ρομπότ.Το πρώτο είναι η αντίληψη, η οποία περιλαμβάνει τη συλλογή δεδομένων χρησιμοποιώντας αισθητήρες ή κάμερες. Το δεύτερο είναι η χαρτογράφηση και ο εντοπισμός: με βάση αυτά που έχουν δει τα ρομπότ, πρέπει να δημιουργήσουν έναν χάρτη του κόσμου γύρω τους και στη συνέχεια να εντοπίσουν τον εαυτό τους σε αυτόν. Το τρίτο βήμα είναι ο σχεδιασμός και ο έλεγχος της κυκλοφορίας, με άλλα λόγια, η οικοδόμηση ενός σχεδίου δράσης.
Αυτά τα βήματα μπορεί να χρειαστούν χρόνο και μπορεί να είναι τεράστια.υπολογιστική δύναμη. Προκειμένου τα ρομπότ να αναπτυχθούν στο πεδίο και να λειτουργούν με ασφάλεια σε ένα δυναμικό περιβάλλον γύρω από τον άνθρωπο, πρέπει να είναι σε θέση να σκέφτονται και να αντιδρούν πολύ γρήγορα. Οι αλγόριθμοι που είναι διαθέσιμοι αυτήν τη στιγμή δεν μπορούν να εκτελεστούν σε τρέχον υλικό CPU αρκετά γρήγορα. "
Ναι, οι ερευνητές εργάζονται τώρα για τη δημιουργίακαλύτεροι αλγόριθμοι, αλλά μόνο οι βελτιώσεις λογισμικού δεν είναι η απάντηση, λέει ο Neumann. Ήρθε η ώρα να προχωρήσουμε πέρα από την τυπική CPU, η οποία τροφοδοτεί τον εγκέφαλο του ρομπότ, με επιτάχυνση υλικού.
Η επιτάχυνση υλικού αναφέρεται στη χρήσημια εξειδικευμένη μονάδα για αποτελεσματικότερη εκτέλεση ορισμένων υπολογιστικών εργασιών. Ένα παράδειγμα ενός επιταχυντή υλικού είναι μια μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU), ένα μικροκύκλωμα σχεδιασμένο για παράλληλη επεξεργασία. Αυτές οι συσκευές είναι κατάλληλες για εργασία με γραφικά επειδή η παράλληλη δομή τους επιτρέπει να επεξεργάζονται ταυτόχρονα χιλιάδες pixel. Τα περισσότερα ρομπότ έχουν σχεδιαστεί με ένα συγκεκριμένο σύνολο εφαρμογών και μπορούν να επωφεληθούν από την επιτάχυνση υλικού. Ως εκ τούτου, οι μηχανικοί στο MIT δημιούργησαν ρομπομορφικούς υπολογιστές.
Το σύστημα δημιουργεί έναν ατομικό σχεδιασμόεξοπλισμός που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες υπολογιστών ενός συγκεκριμένου ρομπότ. Ο χρήστης εισάγει τις παραμέτρους του ρομπότ, όπως η θέση των άκρων και η κίνηση των διαφόρων μερών. Η νέα εξέλιξη μεταφράζει αυτές τις φυσικές ιδιότητες σε μαθηματικούς πίνακες. Είναι "αραιά", που σημαίνει ότι περιέχουν πολλές μηδενικές τιμές που αντιστοιχούν περίπου σε κινήσεις που είναι αδύνατες, δεδομένης της συγκεκριμένης ανατομίας του ρομπότ. Ομοίως, η κίνηση του χεριού ενός ατόμου είναι περιορισμένη επειδή μπορεί να λυγίσει μόνο σε ορισμένες αρθρώσεις.
Το σύστημα στη συνέχεια σχεδιάζει την αρχιτεκτονική του υλικού,εξειδικευμένο για την εκτέλεση υπολογισμών μόνο με μη μηδενικές τιμές σε πίνακες. Έτσι, ο προκύπτων σχεδιασμός μικροκυκλώματος προσαρμόζεται για μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας των υπολογιστικών αναγκών του ρομπότ. Και αυτή η εγκατάσταση απέδωσε αποτελέσματα στις δοκιμές.
Αρχιτεκτονική υλικού σχεδιασμένη μεΧρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, ξεπερνά τις τυπικές και τις GPU - οκτώ φορές ταχύτερη από μια CPU και 86 φορές πιο γρήγορη από μια GPU.
Διαβάστε περισσότερα
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Οι επιστήμονες πρότειναν να αποικίσουν τον δορυφόρο του Ceres
Κοιτάξτε τα πιο σπάνια μπουλόνια αστραπής: μπλε τζετ και ξωτικό που λαμβάνονται από το ISS
Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU; επίσης κεντρική μονάδα επεξεργασίας - CPU; Αγγλική κεντρική μονάδα επεξεργασίας, CPU, κυριολεκτικά -κεντρική μονάδα επεξεργασίας, συχνά απλάεπεξεργαστή) - ηλεκτρονική μονάδα ή ολοκληρωμένο κύκλωμα,εκτέλεση εντολών μηχανής (κωδικός προγράμματος), το κύριο μέρος του υλικού ενός υπολογιστή ή προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή. Μερικές φορές ονομάζεταιμικροεπεξεργαστήςή απλάεπεξεργαστής.