Perceber estímulos e calcular uma resposta requer “muita computação”, o que limita o tempo
O novo desenvolvimento servirá como um ímpeto para muitosaplicações de robótica, incluindo possivelmente primeiros socorros para pacientes infecciosos. “Seria ótimo se tivéssemos robôs para ajudar a reduzir o risco para pacientes e funcionários do hospital”, diz Neumann.
A pesquisa que descreve o desenvolvimento será apresentada na Conferência Internacional de abril sobre suporte arquitetônico para linguagens de programação e sistemas operacionais.
Existem três etapas principais na operação do robô.A primeira é a percepção, que envolve a coleta de dados por meio de sensores ou câmeras. A segunda é o mapeamento e a localização: com base no que os robôs viram, eles devem construir um mapa do mundo ao seu redor e, em seguida, localizar-se nele. O terceiro passo é o planejamento e controle do trânsito, ou seja, a construção de um plano de ação.
Essas etapas podem levar tempo e ser enormes.poder de computação. Para que os robôs sejam implantados em campo e operem com segurança em um ambiente dinâmico em torno dos humanos, eles devem ser capazes de pensar e reagir muito rapidamente. Os algoritmos disponíveis atualmente não podem ser executados no hardware da CPU atual com rapidez suficiente. "
Sim, os pesquisadores agora estão trabalhando para criaralgoritmos melhores, mas melhorias de software por si só não são a resposta, diz Neumann. É hora de ir além da CPU padrão, que alimenta o cérebro do robô, com aceleração de hardware.
A aceleração de hardware se refere ao usouma unidade especializada para execução mais eficiente de certas tarefas computacionais. Um exemplo de acelerador de hardware é uma unidade de processamento gráfico (GPU), um microcircuito projetado para processamento paralelo. Esses dispositivos são convenientes para trabalhar com gráficos porque sua estrutura paralela permite que processem simultaneamente milhares de pixels. A maioria dos robôs é projetada com um determinado conjunto de aplicativos e pode se beneficiar da aceleração de hardware. Portanto, os engenheiros do MIT criaram a computação robomórfica.
O sistema cria um design individualequipamento para melhor atender às necessidades de computação de um robô específico. O usuário insere os parâmetros do robô, como a posição dos membros e o movimento das várias partes. O novo desenvolvimento traduz essas propriedades físicas em matrizes matemáticas. Eles são "esparsos", o que significa que contêm muitos valores zero que correspondem aproximadamente a movimentos que são impossíveis devido à anatomia específica do robô. Da mesma forma, o movimento da mão de uma pessoa é limitado porque só pode dobrar em algumas articulações.
O sistema então projeta a arquitetura de hardware,especializado para realizar cálculos apenas com valores diferentes de zero em matrizes. Assim, o projeto do microcircuito resultante é adaptado para maximizar a eficiência das necessidades de computação do robô. E essa configuração valeu a pena nos testes.
Arquitetura de hardware projetada comUsando esse método para um aplicativo específico, ele supera o padrão e as GPUs – oito vezes mais rápido que uma CPU e 86 vezes mais rápido que uma GPU.
Consulte Mais informação
Aborto e ciência: o que acontecerá com as crianças que darão à luz
Cientistas propuseram colonizar o satélite de Ceres
Veja os relâmpagos mais raros: jato azul e elfo retirados da ISS
Unidade central de processamento (CPU; também unidade central de processamento - CPU; unidade central de processamento em inglês, CPU, literalmente -unidade central de processamento, muitas vezes apenasprocessador) - unidade eletrônica ou circuito integrado,execução de instruções de máquina (código de programa), parte principal do hardware de um computador ou controlador lógico programável. As vezes chamadomicroprocessadorou simplesmenteprocessador.