prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej...
TRANSCRIPT
![Page 1: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/1.jpg)
Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike
Podpora přednášky kurzu Aplikace umělé inteligence
Dr. Ing. Ján Vaščák
![Page 2: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Osnova
• Krátke predstavenie
• Prečo práve umelá inteligencia (UI)?
• Potreby humanoidnej robotiky (HR)
• Kde všade UI v HR
• Robot NAO ako príklad moderného HR
• Futbal (soccer) ako test bed pre UI v úlohách HR
• Niektoré prvky UI v robotickom futbale
• Rôzne ukážky
![Page 3: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Niečo o nás
http://www.ai-cit.sk/
Začiatky:
![Page 4: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/4.jpg)
4
![Page 5: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/5.jpg)
5
NAO
Aldebaran (FR)
http://www.aldebaran-
robotics.com/en
Súčasnosť:
![Page 6: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Náš sen...
![Page 7: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/7.jpg)
7
To sme my...
1 Prof., 3 – OA, 4 – PhD., ...
![Page 8: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Prečo UI?
• Paradigma: človek vie všetko najlepšie.
• Ľahká zrozumiteľnosť – vhodná reprezentácia znalostí
(pravidlové systémy) jednoduchší a rýchlejší návrh
• Modulárnosť riešenia (multiagentové systémy)
• Paralelizmus vo výpočtoch (neurónové siete, pravidlá)
• Optimalizácia parametrov funkcie (genetické algoritmy)
• Práca s protirečivou a nepresnou informáciou (fuzzy)
• Schopnosť zovšeobecňovať model
• Robustnosť návrhu voči zmenám systému
![Page 9: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/9.jpg)
9
FS
NS
GA
KTR
SUI
Kvalita matemat. modelu
2
4
4
1
3
Schopnosť učenia
4
1
2
4
4
Kvalita reprezentácie znalostí
1
4
3
3
1
Kvalita expertných znalostí
1
4
4
3
1
Práca s nelinearitami
1
1
1
4
3
Schopnosť optimalizovať
4
2
1
3
4
Chybová tolerancia
1
1
1
4
4
Tolerancia neurčitosti
1
1
1
4
4
Práca v reálnom čase
1
2
3
1
4
![Page 10: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/10.jpg)
10
A kde (ako) UI v humanoidnej robotike?
Čo je humanoidná robotika?
• Špeciálny typ mobilnej robotiky
• Napodobňuje pohybové a zmyslové ústrojenstvo
človeka
• V širšom slova zmysle aj iné organizmy – kvadropedi
(psy), pavúci, hady, ...
• Špeciálny typ humanoida – android
![Page 11: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Kde sa vyskytuje (bude) HR?
• Obslužné roboty (zdravotníctvo)
• Manuálna spolupráca s človekom
• Záchranárske roboty (pohyb v ťažkom prostredí)
• Transport
• Vojenstvo
• Zábavný priemysel (už sa využívajú)
![Page 12: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Robot NAO
• 25 stupňov voľnosti
• 58 cm vysoký
• 4,8 kg hmotnosť
• WiFi a Ethernet
• x86 AMD GEODE
500MHz CPU
• 256 MB SDRAM / 2
GB flash memory
• 12-15 000 Eur
![Page 13: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Senzory:
• 2 kamery
• 4 mikrofóny
• Natočenia kĺbov (Hallové senzory)
• Gyroskop
• Merač zrýchlenia
• Dotykové snímače (hlava, chodidlá)
• Sonar
• I/R snímač
![Page 14: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Softvérová podpora s NAO-m
• Choregraphe
• Webots
• Microsoft
Robotics Studio
•
• C++, Urbi, .Net,
Python
![Page 15: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Čo NAO dokáže?
Napr.:
• Tancovať (napr. Tai chi)
• Zbierať informácie a komunikovať
s inými zariadeniami (projekt MASS, blogy,
RT middleware)
• Hrať futbal (simulačne, skutočne)
![Page 16: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Napr. robotický futbal
Čo potrebuje humanoidná robotika?
• Spracovať informáciu od snímačov (obraz, zvuk, dotyk,…)
– komunikácia človek – stroj, stroj - stroj
• Interpretovať informáciu & vytvoriť model situácie
• Tvorba, resp. výber stratégie činnosti
– tvorba plánu činnosti
• Kooperácia medzi robotmi
• Riadenie akčných členov (kĺby)
• Riešenie kolíznych stavov (bezpečnosť prevádzky)
• Priebežná kontrola situácie a činnosti robota (navigácia)
![Page 17: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Robotický futbal
Cieľ:
Do roku 2050 poraziť „ľudských“ majstrov sveta
vo futbale (Hiroaki Kitano).
![Page 18: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Hlavné organizácie:
• FIRA – Federation of International Robot-soccer
Association (http://www.fira.net/)
• RoboCup (http://www.robocup.org/)
– Standard Platform League
![Page 19: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Prostriedky UI v robotickom futbale
• Multiagentové prístupy: hráči ako súhrn funkčných modulov, herné stratégie, kooperácia, plánovanie.
• Evolučné prístupy – nastavovanie parametrov: chôdza (zvýšenie stability a rýchlosti).
• Neurónové siete: spracovanie obrazu (minimalizácia počtu farieb – segmentácia).
• Navigácia: potenciálové polia, diagramy blízkosti (DB).
• Fuzzy: podpora rozhodovania, detekcia čiar a brány.
• Pravidlové systémy: rozpoznávanie scén, navigácia, herné stratégie.
Viac ako polovica tímov využíva nejakú UI.
![Page 20: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Extrakcia a spros-
tredkovanie dát
Detekcia lopty
a bránky z obrazu
kamery
Odhad pozície
a natočenia robota
Strategické rozhodovanie
na základe danej situácie
Plánovanie
vyhýbaniu
sa prekážok
Vykonávanie
pohybových
príkazov
Zber a ukladanie
dát zo všetkých
modulov
Komunikácia
s rozhodcom
Kouretes
![Page 21: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/21.jpg)
Erasmus - Hradec Králové - 2011 21
B-Human
XABSL
![Page 22: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/22.jpg)
Erasmus - Hradec Králové - 2011 22
![Page 23: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Goal keeper:
1. Search ball.
2. Calculate direction and distance to ball.
3. If ball is far, then go to the center of goal.
4. If ball is close and straight, then wait.
5. If ball is close, not moving and straight, then go
to kick it.
6. If ball is close and not straight, then walk
sideways.
Borregos
![Page 24: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Diagram blízkosti (Nearness Diagram)
![Page 25: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/25.jpg)
25
CBR – cieľový bezpečný región
VBR – veľmi bezpečný región
NBR – normálny bezpečný región
NR – nebezpečný región (jedna prekážka)
KNR – veľmi nebezpečný región (2 prekážky)
![Page 26: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/26.jpg)
26
CBR VBR NBR NR KNR
CBR VBR NBR NR KNR
nie CBR
Bezpečné Nebezpečné
Krok 3
Krok 4
Krok 1
Krok 2
Údaje zo senzorov
Hodnoty akčných zásahov
Akcie
Sit
uác
ie
Rozh
odovac
í st
rom
![Page 27: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Potenciálové polia
P1 P2 P3
Š
C
hráči lopta
Optimálna strelecká pozícia
![Page 28: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Ako hrajú roboti...
![Page 29: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Použité zdroje
• Ch. T. Lin – G. Lee: Neural Fuzzy Systems –
A Neuro-Fuzzy Synergism to Intelligent Systems.
• Borregos – Team Description 2009.
• Kouretes – Te am Description 2009.
• B-Human – Team Report 2010.
• J. Minguez, L. Montano: Nearness Diagram (ND)
Navigation: Collision Avoidance in Troublesome Scenarios.
• D. Katic, M. Vukobratovic: Control Algorithm for
Humanoid Walking Based on Fuzzy Reinforcement
Learning.
![Page 30: Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotikefim.uhk.cz/inkov/doc/Prezentace_Vascak_12_06_2012_10_00.pdf · Prostriedky umelej inteligencie v humanoidnej robotike Podpora](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021723/5c77d75309d3f2322f8c8869/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Ďakujem za pozornosť.