刺激を知覚して反応を計算するには「大量の計算」が必要となり、時間が制限されます
新しい開発は多くの人にとって推進力となるでしょう感染症患者への応急処置を含む、ロボット工学アプリケーション。 「患者や病院の労働者へのリスクを軽減するのに役立つロボットがあれば素晴らしいと思います」とNeumann氏は言います。
この開発について説明した調査結果は、4 月に開催されるプログラミング言語およびオペレーティング システムのアーキテクチャ サポートに関する国際会議で発表されます。
ロボットの動作には主に 3 つの段階があります。1 つ目は知覚で、センサーやカメラを使用してデータを収集します。 2 つ目はマッピングと位置特定です。ロボットは見たものに基づいて周囲の世界の地図を作成し、その上で自分の位置を特定する必要があります。 3 番目のステップは計画と交通制御、つまり行動計画の構築です。
これらの手順には時間がかかり、膨大な量になる可能性があります。計算能力。ロボットが現場に配備され、人間の周りの動的な環境で安全に動作するためには、ロボットは非常に迅速に考え、反応できる必要があります。現在利用可能なアルゴリズムは、現在のCPUハードウェアで十分な速度で実行できません。」
はい、研究者は現在、作成に取り組んでいますより良いアルゴリズムですが、ソフトウェアの改善だけでは答えにはなりません、とNeumannは言います。ハードウェアアクセラレーションで、ロボットの脳を動かす標準のCPUを超える時が来ました。
ハードウェアアクセラレーションとは、特定の計算タスクをより効率的に実行するための専用ユニット。ハードウェアアクセラレータの例は、並列処理用に設計されたマイクロ回路であるグラフィックスプロセッシングユニット（GPU）です。これらのデバイスは、並列構造により数千のピクセルを同時に処理できるため、グラフィックスの操作に便利です。ほとんどのロボットは、特定のアプリケーションセットを使用して設計されており、ハードウェアアクセラレーションの恩恵を受けることができます。そのため、MITのエンジニアはロボモーフィックコンピューティングを作成しました。
システムは個別のデザインを作成します特定のロボットのコンピューティングニーズに最適な機器。ユーザーは、手足の位置やさまざまなパーツの動きなど、ロボットのパラメーターを入力します。新しい開発では、これらの物理的特性を数学的行列に変換します。それらは「スパース」です。つまり、ロボットの特定の構造を考えると不可能な動きにほぼ対応する多くのゼロ値が含まれています。同様に、人の手の動きは、特定の関節でしか曲がることができないため、制限されています。
次に、システムはハードウェアアーキテクチャを設計します。行列内のゼロ以外の値のみを使用して計算を実行することに特化しています。したがって、結果として得られるマイクロ回路設計は、ロボットのコンピューティングニーズの効率を最大化するように適合されます。そして、そのセットアップはテストで報われました。
設計されたハードウェア アーキテクチャ特定のアプリケーションにこの方法を使用すると、標準および GPU よりも優れたパフォーマンスが得られ、CPU の 8 倍、GPU の 86 倍高速になります。
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中央処理装置（CPU、中央処理装置 - CPU、英語の中央処理装置、文字通り -中央処理装置、多くの場合、ただプロセッサ) - 電子ユニットまたは集積回路、コンピューターまたはプログラマブル ロジック コントローラーのハードウェアの主要部分である機械語命令 (プログラム コード) を実行します。時々呼ばれますマイクロプロセッサまたは単にプロセッサー。