Vědci vyvinuli automatizovaný způsob vývoje přizpůsobeného zařízení, které urychluje práci robota. Systém tzv robotomorfní výpočty, zohledňuje fyzickou strukturu robota a nabízí optimalizovanou hardwarovou architekturu.
Moderní roboti se mohou pohybovat rychle. „Motory jsou rychlé a výkonné,“ říká Sabrina Neumannová, vedoucí výzkumnice z Massachusettského technologického institutu. Ve složitých situacích, například při interakci s lidmi, jsou však roboti často pomalí. „Věšení je to, co se děje v hlavě robota. Vnímání podnětů a výpočet reakce vyžaduje „hodně počítání“, což omezuje reakční dobu, dodává.
Neumann našel způsob, jak se s tímto nesouladem mezi robotovou „myslí“ a tělem vypořádat. Tato metoda, nazývaná robotomorphic computing, využívá fyzický design robota a zamýšlené aplikace k vytvoření specializovaného počítačového čipu, který minimalizuje dobu odezvy robota.
Podle Neumana existují tři hlavní fáze práce robota. První je vnímání, které zahrnuje sběr dat pomocí senzorů nebo kamer. Druhým je reflexe a lokalizace: „Na základě toho, co viděli, musí sestavit mapu světa kolem sebe a poté se na této mapě lokalizovat,“ říká Neumann. Třetím krokem je plánování a kontrola pohybu, jinými slovy sestavení akčního plánu.
Tyto kroky mohou vyžadovat čas a obrovský výpočetní výkon. „Aby mohli být roboti nasazeni v terénu a mohli bezpečně fungovat v dynamickém prostředí kolem lidí, musí být schopni velmi rychle myslet a reagovat,“ říká Brian Plancher, spoluautor studie.
Neumannová dodává, že výzkumníci studují lepší algoritmy, ale věří, že samotná softwarová vylepšení nejsou řešením. "Co je zde relativně nové, je myšlenka, že se můžete naučit i pokročilejší vybavení." To znamená jít nad rámec standardního procesorového čipu, který zahrnuje mozek robota, pomocí hardwarové akcelerace. Hardwarová akcelerace znamená použití specializované hardwarové jednotky k efektivnějšímu provádění určitých výpočetních úloh.
Plancher vidí širokou škálu aplikací pro robotomorfní výpočty. "V ideálním případě můžeme nakonec vyrobit individuální čip pro plánování pohybu pro každého robota, který mu umožní rychle vypočítat bezpečné a efektivní kombinace pohybu," říká. "Nepřekvapilo by mě, kdyby za 20 let měl každý robot několik specializovaných počítačových čipů a tohle by mohl být jeden z nich." Neumann dodává, že robomorfní výpočetní technika může zbavovat lidi rizik v různých prostředích, jako je péče o pacienty s COVID-19 nebo manipulace s těžkými předměty.
Přečtěte si také: