У MIT створили спосіб розробки «мізків» для роботів для прискорення їх роботи

Сприйняття стимулів і обчислення реакції вимагає «великої кількості обчислень», що обмежує час

реакцій, пояснює Сабріна Нойман, недавноотримала ступінь доктора філософії в MIT. Нойман знайшла спосіб боротися з цією невідповідністю між «розумом» і тілом робота. Новий метод роботоморфних обчислень використовує фізичну схему робота і передбачувані додатки для створення спеціалізованого комп'ютерного чіпа, який мінімізує час відгуку.

Нова розробка послужить поштовхом для безлічідодатків робототехніки, включаючи, можливо, першу медичну допомогу заразним пацієнтам. «Було б чудово, якби у нас були роботи, які допомогли б знизити ризик для пацієнтів і працівників лікарень», - підкреслює Нойман.

Дослідження, яке описує розробку, буде представлено на квітневій Міжнародної конференції по архітектурної підтримки мов програмування і операційних систем.

В роботі робота є три основних етапи.Перший - це сприйняття, яке включає збір даних за допомогою датчиків або камер. Другий - це відображення і локалізація: на основі того, що роботи побачили, вони повинні побудувати карту світу навколо себе, а потім визначити себе на ній. Третій крок - це планування і управління рухом, іншими словами, побудова плану дій.

Ці кроки можуть зажадати часу і величезнихобчислювальних потужностей. Щоб роботи могли бути розгорнуті в польових умовах і безпечно працювати в динамічному середовищі навколо людей, вони повинні бути здатні думати і дуже швидко реагувати. Доступні зараз алгоритми не можуть працювати на поточному апаратному забезпеченні ЦП досить швидко ».

Так, зараз дослідники працюють над створеннямкращих алгоритмів, проте поліпшення програмного забезпечення самі по собі не є відповіддю, впевнена Нойман. Прийшов час вийти за рамки стандартного ЦП, який включає мозок робота, за допомогою апаратного прискорення.

Апаратне прискорення відноситься до використанняспеціалізованого блоку для більш ефективного виконання певних обчислювальних задач. Приклад апаратного прискорювача - графічний процесор (GPU), мікросхема, призначена для паралельної обробки. Ці пристрої зручні для роботи з графікою, оскільки їх паралельна структура дозволяє їм одночасно обробляти тисячі пікселів. Більшість роботів розроблені з заданим набором додатків і можуть виграти від апаратного прискорення. Тому інженери з MIT створила робоморфние обчислення.

Система створює індивідуальний дизайнобладнання, щоб найкращим чином задовольнити обчислювальні потреби конкретного робота. Користувач вводить параметри робота, такі як розташування кінцівок і руху різних частин. Нова розробка переводить ці фізичні властивості в математичні матриці. Вони є «розрідженими», а значить, містять безліч нульових значень, які приблизно відповідають рухам, які неможливі з урахуванням конкретної анатомії робота. Точно так же руху руки людини обмежені, тому що вона може згинатися тільки в певних суглобах.

Потім система проектує апаратну архітектуру,спеціалізовану для виконання обчислень тільки з ненульовими значеннями в матрицях. Таким чином, конструкція, мікросхеми адаптована для забезпечення максимальної ефективності обчислювальних потреб робота. І ця настройка окупилася при тестуванні.

Апаратна архітектура, розроблена звикористанням цього методу для конкретного додатка, перевершує стандартні і графічні процесори - у вісім разів швидше, ніж CPU, і в 86 разів швидше, ніж GPU.

Читати далі

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять

Вчені запропонували колонізувати супутник Церери

Подивіться на рідкісні блискавки: синю струмінь і ельфа, знятих з МКС

Центральний процесор (ЦП; також центральне процесорний пристрій - ЦПУ; англ. Central processing unit, CPU, дослівно - центральне обробляє пристрій, Часто просто процесор) - електронний блок або інтегральна схема,виконуюча машинні інструкції (код програм), головна частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контролера. іноді називають мікропроцесором або просто процесором.