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  • 智能机器人是如何“观察”世界的

    中国教育装备采购网 2016/1/22 11:52:00 围观349次 我要分享

      世界因为担心机器人革命的到来,已经近似疯狂了,因为每天都有文章在谈论这些。但是,所有的炒作、兴奋、有时是担心,这些合理吗?机器人革命真的来了吗?

      答案很可能是,在我们生活的一些领域,我们将很快看到更多的机器人。但实际上,在不久的将来,我们是不会看到有几十个机器人走在我们的街道,或在我们的办公室闲逛。

      其中一个主要的原因很简单,机器人还没有能力真正看到这个世界。不过在谈论未来的机器人可能会看到之前,我们首先应该考虑一下我们所说的“看到”的真正意思。

      我们大多数人都有两只眼睛,我们用这双眼睛来收集反射出我们周围物体的光。我们的眼睛将光转换成电信号,然后被送到我们的视觉神经,最后由我们的大脑立即处理。

      我们的大脑对于这些电脉冲以及我们的经验,然后采取以某种方式识别围绕我们身边的是什么。它建立了一个世界的代表物,我们用它来导航、帮助我们拾起东西,使我们能够看到彼此的脸以及世界上其他的东西。

      这整个活动,包括从用我们的眼睛收集光线,到对围绕我们的世界有一个理解,这就是“看”的意思。

      研究人员已经估计,我们50%的大脑是参与“看”这个过程。世界上几乎所有的动物都有眼睛,并且能够以某种方式看到。大多数这些动物,特别是昆虫,具有比人类简单得多的大脑,并且它们的功能良好。

    智能机器人是如何“观察”世界的

      因此,不足为奇的是许多机器人研究人员预测,如果机器人能看到,我们可能会真正看到机器人的热潮,并且机器人可能最终成为人类的帮手,为很多人所喜爱。

      那么我们如何让机器人能看到呢?第一部分是很直接的,我们使用一台摄像机,就像和你的智能手机一样,络绎不绝的采集图像。针对机器人的相机技术,这本身就是一个很大的研究领域,但现在只是认为这是一个标准的视频摄像头。我们通过把这些图片传到电脑上,然后我们自己进行选择。

      自1970年以来,机器人视觉工程师曾经想过关于图像的特征。这些可能是线路,或类似角落或某些纹理那些有趣的图像。工程师写算法来寻找这些特征,并且跟踪它们,从图像帧到视频中的图像帧。

      此步骤基本上是将数百万图像的数据量减少到几百或几千。

      由于过去计算能力是有限的,这是这个过程中的一个重要步骤。然后,工程师开始思考机器人可能会看什么,以及它需要去做什么。他们开始编写能够识别世界模式的软件,以帮助机器人理解围绕它周围的是什么。

      该软件可以创建一个非常基本的环境地图,当机器人操作时,它可以通过寻找软件库的里面已有的很多特征,尝试匹配。

      本质上,此机器人编程,仍然是通过人类去看他们认为机器人需要看的东西。关于这种类型的机器人视觉系统已经有很多成功的例子,但是今天仍然没有哪个机器人,能够单独使用视觉来看这个世界。

      这样的系统还无法足够可靠的保持机器人遇到障碍物时,能够跳跃,在机器人实际使用中,也还是无法长时间使用。那些在媒体中报道的无人驾驶汽车,主要是使用激光或雷达,以弥补它们视觉系统的不足。

      在过去的五到十年中,一个新的机器人视觉研究团体已经形成。这些研究人员已经证明,这个新系统不是像以前那样编程,而是学会如何去看。

      他们研制的机器人视觉系统,其结构是由科学家们从观看动物怎样“看”中得到的启发。即它们使用神经元层的概念,就像一个动物的大脑。工程师编程该系统的结构,但它们不开发该系统运行的算法。那是留给机器人本身去完成的。

      这种技术被称为机器人学习,因为我们现在可以很方便地以合理的成本,得到计算机的计算能力,这些技术都开始工作了!这些技术的投资也正在加速。

      使机器人可以学习的意义在于,它们可以轻松地分享它们的学习。一个机器人将不必像新生的动物一样,从头学起。一个新的机器人可以从其他机器人那里得到经验,并建立自己的视觉。

      一个机器人可以了解到猫是什么样子的,并且把这些知识传授给成千上万的其他机器人。更重要的是,一个机器人可以完成一个复杂的任务,诸如围绕一个城市的某一部分导航的方式,并立即与所有其他的机器人共享。

      同样重要的是,这些分享经验的机器人可以一起学习。例如,每个机器人可以各自观察不同的猫,然后上千个机器人彼此经由因特网共享数据,并一起学会对所有的猫进行分类。这是分工式学习的例子。

      事实就是,未来的机器人将能够共享和分工式学习,将具有深刻的影响。

      通过自我学习机器人的数据中心,很可能是您的信用卡交易被检查出是欺诈行为。任何人都不能检测出的欺诈行为,可能这些系统可以发现。

      对于可以看到的机器人将有许多应用。这很难相像这样的机器人,对于我们的生活无法提供帮助。

      可以看到的机器人的第一用途很可能就是,要么就是有劳动力短缺的问题的行业,如农业,或天生对人类没有吸引力的行业,或危险的行业。

      在手术室里,将很快可能看到一个机器人协助外科医生。机器人的超视觉和超精密、稳定的胳膊和手,将使外科医生专注于自己最擅长的。

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