MIT on luonut tavan kehittää "aivoja" robotteille työnsä nopeuttamiseksi

Ärsykkeiden havaitseminen ja vastausten laskeminen vaatii "paljon laskentaa", mikä rajoittaa aikaa

reaktioita, kertoo Sabrina Neumann äskettäinsai tohtorin tutkinnon MIT: ltä. Neumann on löytänyt tavan torjua tämä "mielen" ja robotin rungon välinen ristiriita. Uusi menetelmä robottilaskennassa käyttää robotin fyysistä suunnittelua ja tarkoitettuja sovelluksia luodakseen erikoistuneen tietokonepiirin, joka minimoi vasteajat.

Uusi kehitys toimii kannustimena monillerobotiikkasovellukset, mukaan lukien mahdollisesti ensiapu tarttuville potilaille. "Olisi hienoa, jos meillä olisi robotteja, jotka voisivat auttaa vähentämään potilaille ja sairaalan työntekijöille aiheutuvaa riskiä", Neumann korostaa.

Suunnittelua kuvaava tutkimus esitetään huhtikuussa pidetyssä kansainvälisessä konferenssissa ohjelmointikielten ja käyttöjärjestelmien arkkitehtuurituesta.

Robotin työssä on kolme päävaihetta.Ensimmäinen on käsitys, johon liittyy tietojen kerääminen antureilla tai kameroilla. Toinen on kartoitus ja lokalisointi: robottien näkemän perusteella heidän on rakennettava ympäröivän maailman kartta ja määriteltävä se sitten itse. Kolmas vaihe on liikenteen suunnittelu ja hallinta, toisin sanoen toimintasuunnitelman rakentaminen.

Nämä vaiheet voivat viedä aikaa ja voivat olla valtavia.laskentateho. Jotta robotit voidaan ottaa käyttöön kentällä ja toimia turvallisesti dynaamisessa ympäristössä ihmisten ympärillä, heidän on kyettävä ajattelemaan ja reagoimaan hyvin nopeasti. Tällä hetkellä käytettävissä olevia algoritmeja ei voida suorittaa nykyisellä suorittimen laitteistolla riittävän nopeasti. "

Kyllä, tutkijat pyrkivät nyt luomaanparempia algoritmeja, mutta pelkät ohjelmistoparannukset eivät ole ratkaisu, Neumann sanoo. On aika ylittää standardi CPU, joka ohjaa robotin aivoja, laitteistokiihdytyksellä.

Laitteistokiihdytys viittaa käyttöönerikoistunut yksikkö tiettyjen laskennallisten tehtävien suorittamiseksi tehokkaammin. Esimerkki laitteistokiihdyttimestä on grafiikkaprosessoriyksikkö (GPU), mikropiiri, joka on suunniteltu rinnakkaiskäsittelyä varten. Nämä laitteet ovat käteviä grafiikan käsittelyyn, koska niiden rinnakkaisen rakenteen ansiosta ne voivat samanaikaisesti käsitellä tuhansia pikseleitä. Useimmat robotit on suunniteltu tietyllä sovellussarjalla, ja ne voivat hyötyä laitteistokiihdytyksestä. Siksi MIT: n insinöörit loivat robomorfisen laskennan.

Järjestelmä luo yksilöllisen suunnittelunlaitteet, jotka sopivat parhaiten tietyn robotin laskentatarpeisiin. Käyttäjä syöttää robotin parametrit, kuten raajojen sijainnin ja eri osien liikkeen. Uusi kehitys muuttaa nämä fysikaaliset ominaisuudet matemaattisiksi matriiseiksi. Ne ovat "harvinaisia", mikä tarkoittaa, että ne sisältävät monia nolla-arvoja, jotka vastaavat suunnilleen liikkeitä, jotka ovat mahdottomia robotin erityisen anatomian vuoksi. Samoin henkilön käden liike on rajoitettu, koska se voi taipua vain tietyissä nivelissä.

Sitten järjestelmä suunnittelee laitteistoarkkitehtuurin,erikoistunut suorittamaan laskelmia vain matriiseissa, joissa ei ole nolla-arvoja. Näin saatu mikropiirirakenne on mukautettu maksimoimaan robotin laskentatarpeiden tehokkuus. Ja tämä asennus maksoi testin aikana.

Suunniteltu laitteistoarkkitehtuurikäyttämällä tätä menetelmää tietyssä sovelluksessa, se ylittää vakio- ja GPU-suorittimet - kahdeksan kertaa nopeammin kuin suorittimen ja 86 kertaa nopeammin kuin GPU.

Lue lisää

Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille

Tutkijat ovat ehdottaneet Ceres-satelliitin siirtokuntaa

Katsokaa harvinaisimpia salamoita: sininen suihkukone ja tonttu, joka on otettu ISS: stä

Keskusyksikkö (CPU; myös keskusyksikkö - CPU; englanninkielinen keskusyksikkö, CPU, kirjaimellisesti - prosessori, usein vain suoritin) - elektroninen yksikkö tai integroitu piiri,koneohjelmien (ohjelmakoodin) suorittaminen, tietokonelaitteiston pääosa tai ohjelmoitava logiikkaohjain. Joskus kutsutaan mikroprosessori tai yksinkertaisesti prosessori.