Het waarnemen van stimuli en het berekenen van een reactie vereist "veel rekenwerk", wat de tijd beperkt
De nieuwe ontwikkeling zal voor velen een stimulans zijnrobotica-toepassingen, waaronder mogelijk eerste hulp bij besmettelijke patiënten. "Het zou geweldig zijn als we robots hadden die het risico voor patiënten en ziekenhuismedewerkers zouden kunnen helpen verminderen", benadrukt Neumann.
Onderzoek dat de ontwikkeling beschrijft, zal worden gepresenteerd op de internationale conferentie over architecturale ondersteuning voor programmeertalen en besturingssystemen in april.
Er zijn drie hoofdfasen in de werking van de robot.De eerste is perceptie, waarbij gegevens worden verzameld met behulp van sensoren of camera's. De tweede is het in kaart brengen en lokaliseren: op basis van wat de robots hebben gezien, moeten ze een kaart van de wereld om hen heen bouwen en zichzelf daarop lokaliseren. De derde stap is planning en verkeersleiding, oftewel het opstellen van een plan van aanpak.
Deze stappen kunnen tijd kosten en enorm zijn.computer kracht. Om robots in het veld te kunnen inzetten en veilig te laten opereren in een dynamische omgeving rondom mensen, moeten ze heel snel kunnen denken en reageren. De algoritmen die momenteel beschikbaar zijn, kunnen niet snel genoeg op de huidige CPU-hardware draaien. "
Ja, onderzoekers zijn nu bezig om te creërenbetere algoritmen, maar softwareverbeteringen alleen zijn niet het antwoord, zegt Neumann. Het is tijd om verder te gaan dan de standaard CPU, die de hersenen van de robot aandrijft, met hardwareversnelling.
Hardwareversnelling verwijst naar het gebruik vaneen gespecialiseerde eenheid voor een efficiëntere uitvoering van bepaalde computertaken. Een voorbeeld van een hardwareversneller is een grafische verwerkingseenheid (GPU), een microschakeling die is ontworpen voor parallelle verwerking. Deze apparaten zijn handig om met afbeeldingen te werken, omdat ze dankzij hun parallelle structuur tegelijkertijd duizenden pixels kunnen verwerken. De meeste robots zijn ontworpen met een bepaalde set applicaties en kunnen profiteren van hardwareversnelling. Daarom hebben ingenieurs van MIT robomorfe computers ontwikkeld.
Het systeem creëert een individueel ontwerpapparatuur die het beste past bij de computerbehoeften van een bepaalde robot. De gebruiker voert de parameters van de robot in, zoals de positie van de ledematen en de beweging van de verschillende onderdelen. De nieuwe ontwikkeling vertaalt deze fysische eigenschappen in wiskundige matrices. Ze zijn "schaars", wat betekent dat ze veel nulwaarden bevatten die ongeveer overeenkomen met bewegingen die onmogelijk zijn gezien de specifieke anatomie van de robot. Evenzo is de beweging van de hand van een persoon beperkt omdat deze alleen bij bepaalde gewrichten kan buigen.
Het systeem ontwerpt vervolgens de hardware-architectuur,gespecialiseerd voor het uitvoeren van berekeningen alleen met niet-nul waarden in matrices. Het resulterende microcircuitontwerp is dus aangepast om de efficiëntie van de computerbehoeften van de robot te maximaliseren. En die opzet wierp zijn vruchten af bij het testen.
Hardware-architectuur ontworpen metAls deze methode voor een specifieke toepassing wordt gebruikt, presteert deze beter dan standaard en GPU's: acht keer sneller dan een CPU en 86 keer sneller dan een GPU.
Lees verder
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Wetenschappers hebben voorgesteld om de satelliet van Ceres te koloniseren
Kijk naar de zeldzaamste bliksemschichten: blauwe straaljager en elf uit het ISS
Centrale verwerkingseenheid (CPU; ook centrale verwerkingseenheid - CPU; Engelse centrale verwerkingseenheid, CPU, letterlijk -centrale verwerkingseenheid, vaak gewoonbewerker) - elektronische eenheid of geïntegreerde schakeling,het uitvoeren van machine-instructies (programmacode), het grootste deel van de hardware van een computer of programmeerbare logische controller. Soms genoemdmicroprocessorof gewoonprocessor.