Pers tinjauan teknologi AI Leifeng.com: Festo, yang terus-menerus memperluas lini produk bioniknya dengan laju produksi 2-3 buah robot bionik setiap tahun, adalah pemasok teknologi otomasi Jerman. Dalam beberapa tahun terakhir, robot bioniknya yang sangat indah dan menarik perhatian sering muncul di daftar pencarian teratas berita sains dan teknologi. Baru-baru ini, produk bionik baru yang dirilis olehnya, manipulator pneumatik, telah memperkenalkan teknologi AI seperti pembelajaran penguatan dan pembelajaran paralel besar-besaran, sehingga lebih mudah untuk memperoleh dan menyinkronkan keterampilan robot bionik.
Pentingnya lengan robotik bagi sekelompok mesin humanoid sudah terbukti dengan sendirinya. Sebagai end-effector robot, kita membutuhkannya untuk menggantikan tangan manusia dalam kehidupan sehari-hari untuk menyelesaikan genggaman, pembalikan, sentuhan, dan penekanan Tunggu tugasnya. Namun, lengan robotik saat ini masih menghadapi kesulitan seperti kurangnya ketangkasan, rasio grip-to-weight yang tidak seimbang, cakupan sensor yang rendah, kepatuhan lingkungan yang rendah, dan integrasi yang tinggi sehingga tidak dapat mencapai produksi massal dalam praktiknya, yang dibutuhkan semua perusahaan robot. Kesulitan teknis teratasi.
Dan BionicSoftHand dari Festo ini memberi kita ide baru.
Dari segi hardware, BionicSoftHand menggunakan pneumatik untuk menggantikan tulang manusia dengan bellow pneumatik untuk action control. Saat ruang udara terisi udara, jari-jari ditekuk, ketika ruang udara dikosongkan, jari-jari diregangkan. Selain itu, BionicSoftHand dilengkapi dengan modul rotasi pada ibu jari dan jari telunjuk, yang memungkinkan jari bergerak menyamping, sehingga mencapai kebebasan hingga 12 derajat.
Perlu disebutkan bahwa struktur bellow pneumatik ini dikemas dalam kain 3D dengan serat elastis dan berkekuatan tinggi. Ini juga berarti bahwa kain dapat ditempatkan secara akurat dan menentukan di mana struktur harus mengembang untuk menghasilkan gaya dan Mencegah ekspansi yang berlebihan. Selain itu, pengembang telah merancang secara khusus pulau katup kontrol digital kecil untuk dipasang di bawah lengan robotik, sehingga pipa udara yang mengontrol struktur bellow pneumatik tidak perlu menembus seluruh lengan robot, serta dapat dihubungkan dan digunakan dengan cepat dan mudah.
Sedangkan untuk perangkat lunak, AI tidak diragukan lagi adalah sorotan utamanya.
Yang pertama adalah penggunaan metode reinforcement learning yang artinya BionicSoftHand tidak sekedar meniru tindakan secara mekanis, dengan memberikan tujuan tertentu akan berulang kali bereksperimen untuk mencapai tujuan tersebut. Selama proses tersebut, lengan robot secara bertahap akan mengoptimalkan tindakannya berdasarkan umpan balik hingga tugas berhasil diselesaikan.
Selain itu, dengan bantuan data kamera penginderaan mendalam dan algoritme kecerdasan buatan, BionicSoftHand akan membuat "kembaran digital" dalam lingkungan virtual, memungkinkan kami untuk melatihnya di lingkungan virtual terkait strategi olahraga, yang secara efektif akan mempercepat dibandingkan dengan offline Kecepatan pelatihan model.
Pengenalan teknologi pembelajaran paralel besar-besaran memungkinkan keterampilan yang dipelajari dalam lingkungan simulasi ini untuk menyinkronkan semua lengan robot virtual untuk pertama kalinya, dan kemudian mentransfernya ke lengan robot yang sebenarnya untuk digunakan.
Ini juga berarti bahwa semua kesalahan hanya akan terjadi sekali, dan akan segera diperbaiki serta disinkronkan ke semua model; selama keterampilan baru dipelajari, kesalahan tersebut dapat disalin tanpa batas ke lengan robot di seluruh dunia.
Untuk mengevaluasi BionicSoftHand secara objektif, Leifeng.com AI Technology Review melakukan wawancara untuk tujuan ini. Ren Weiyu, peneliti postdoctoral di Humanoid and Human Centered Mechatronics dari Italian Institute of Technology.
Prinsip pneumatik tidak memiliki keunggulan yang jelas dalam desain manipulator cekatan
Selama wawancara, Ren Xieyu mengakui bahwa BionicSoftHand tidak membuatnya merasa cerah dari demo terakhir, karena inti dari demo tersebut terutama tentang bagaimana menerapkan metode pembelajaran penguatan dalam kontrol gerak, sehingga tingkat kebebasan yang tinggi Manipulasi dapat dengan mudah melakukan manipulasi di tangan (Manipulasi di tangan), tetapi jika Anda membandingkannya dengan OpenAI tahun lalu menggunakan Shadow Hand untuk memulihkan Rubik's Cube Demo (tautan video: https://www.youtube.com/watch?v= sbfMo8u3LKw), menurutnya masih ada celah tertentu.
Dalam desain perangkat keras tubuh manipulator, untuk manipulator yang digerakkan oleh prinsip-prinsip pneumatik, Ren Xieyu mengatakan bahwa ini adalah solusi yang relatif khusus di bidang desain manipulator, dengan keuntungan yang kurang jelas dan kepadatan energi pemosisian yang canggung tidak sebaik solusi hidrolik. Kesederhanaan dan kekompakan integrasi sistem tidak sebanding dengan solusi motor.
Namun, ia menyatakan apresiasinya terhadap struktur bellow pneumatik dari BionicSoftHand. Ia percaya bahwa ini adalah skema transmisi baru berdasarkan prinsip aerodinamis, yang sederhana, kompak dan masuk akal, dan efek yang diperoleh dari demo terlihat sangat bagus. Pada dasarnya, ia menggunakan karakteristik deformasi bahan lunak, dan gas adalah media transmisi daya yang sesuai.
Adapun 12 derajat kebebasan yang berhasil diraih BionicSoftHand, ia mengungkapkan pandangan yang komprehensif.
Dari literatur anatomi biologi, tangan manusia merupakan organ dengan kepadatan sangat tinggi yaitu 21 derajat kebebasan (tidak termasuk pergelangan tangan). Manipulator Festo memiliki 2 derajat kebebasan ke arah yang berliku-liku di setiap jari, dan ayunan lateral jari telunjuk dan ibu jari masing-masing memiliki 1 derajat kebebasan, yang menambahkan hingga 5 * 2 + 2 = 12 derajat kebebasan.
Dia secara pribadi percaya bahwa 12 derajat kebebasan adalah derajat distribusi kebebasan yang lebih tepat, yang tidak hanya menjamin ketangkasan fungsi operasi, tetapi juga mencegah integrasi dan kontrol sistem menjadi mubazir karena tingkat kebebasan yang tinggi, yang mengakibatkan biaya implementasi yang lebih tinggi. Namun, ia menegaskan, dari segi jumlah derajat kebebasan saja, Badan Dirgantara Jerman (DLR) pernah meraih 21 derajat kebebasan dengan 42 motor. Oleh karena itu, yang perlu kita perhatikan adalah mewujudkan 12 derajat kebebasan ini. 24 silinder proporsional yang sesuai yang digunakan oleh Festo sesuai dengan berapa banyak ruang dan kualitas yang mereka tempati. Dari sistem elektromekanis kompak yang ditunjukkan di bagian akhir, Shi Yu menganggapnya bagus dan Desain dan implementasi yang berkualitas.
Secara umum, karena Festo memiliki yayasan penelitian bionik yang besar, maka desain struktur tubuh robotnya sangat sejalan dengan prinsip bionik. Dibandingkan dengan unit penelitian dan pengembangan robot lainnya, desain struktural robot bionik merupakan keunggulan teknologi yang signifikan dari Festo.
Penerapan kecerdasan buatan di bidang robotika
Untuk kecerdasan buatan "bersama" utama BionicSoftHand, Ren Xieyu menyatakan persetujuannya. Bagaimanapun, dunia robot di masa depan pasti akan memperhatikan kolaborasi multi-robot. Perencanaan lintasan pelatihan tingkat atas, penarikan motorik, dan algoritme kognitif tingkat tinggi yang sesuai, jika Mampu mencapai "berbagi cloud otak" dapat sangat meningkatkan efisiensi produksi.
Namun ketika ditanya mengenai kesulitan penerapan teknologi reinforcement learning di bidang robotika dibandingkan dengan algoritma kendali tradisional, Ren Xieyu juga memberikan pemikirannya sendiri dari latar belakang dan perspektif penelitian ilmiahnya.Dia merasa implementasi perangkat keras saat ini masih ada. Beberapa batasan:
-
Masa pelatihan yang lama
-
Beberapa sampel tersedia untuk dikumpulkan
-
Casing sudut dibawa oleh sistem elektromekanis yang kompleks
-
Cara menyiapkan hadiah
-
Terdapat gap yang besar antara model simulasi dan model aktual
Adapun untuk kecerdasan buatan agar bisa sepenuhnya diterapkan di bidang robotika, menurutnya secara keseluruhan masih ada tantangan besar pada dua poin berikut ini:
Tingkat algoritme Untuk skenario aplikasi yang lebih fleksibel, berdimensi lebih tinggi, dan bahkan bermoral dan etis, algoritme saat ini sebenarnya "tidak pintar". Intinya, kami belum mempelajari perkembangan dan evolusi otak manusia secara menyeluruh. Pelatihan saat ini telah mencapai hasil yang baik dalam data yang besar dan skenario aplikasi yang relatif mekanis, tetapi saat ini belum cukup.
Tingkat platform perangkat keras , Dunia tempat kita tinggal masih bersifat material, dan implementasi penuh kecerdasan buatan masih membutuhkan pembawa dunia fisik yang sebenarnya. Namun, dibandingkan dengan aplikasi tingkat atas (AI) yang sedang booming, platform fisik sebenarnya memiliki kekurangan dalam semua aspek kemampuannya, yang merupakan kekurangan dalam efek laras.
Ren Xieyu akhirnya menekankan bahwa dia terutama menilai menurut persyaratan Institut Dinamika Boston, yang relatif keras. Jika Anda melihat dunia dan melihat pada tingkat rata-rata, BionicSoftHand sebenarnya adalah pekerjaan yang cukup bagus. Dia mencontohkan, jari BionicSoftHand mengintegrasikan IMU yang sangat kompak dan sensor taktil. Ukuran seperti itu tidak mudah dilihat dari perspektif teknologi engineering.
Anggota lain dari keluarga bionik Festo
Festo adalah perusahaan keluarga dengan sejarah panjang, didirikan oleh German Gottlieb Stoll, didirikan pada tahun 1925, adalah produsen komponen, komponen, dan sistem pneumatik yang terkenal di dunia. Sejak tahun 2006, Festo bekerja sama dengan beberapa universitas, lembaga penelitian dan perusahaan pengembangan untuk membuat jaringan pembelajaran Bionik (bionik) dari proyek ini adalah robot bionik. Mari kita lihat produk-produk bintang mana yang lahir dalam proyek ini!
Robot Kelelawar Bionik - BionicFlyingFox
Pergerakan robot flying fox ini dikendalikan oleh sejumlah jenis motor yang berbeda dan digabungkan dalam bentuk kopling mekanis. Motor DC brushless yang lebih besar dapat mengontrol gerakan mengepakkan sayap robot.Motor kecil menyesuaikan setiap sambungan sayap secara terpisah untuk mencapai tujuan mengontrol ketinggian dan arah penerbangan. Ia menggunakan membran yang meniru karakteristik sayap mamalia terbang untuk membuat sayap BionicFlyingFox. Bahan serat elastis ini (serat spandeks super) tidak akan kusut atau robek, dan terdiri dari dua lapisan film penutup dan kain serat elastis rajutan. Kain itu sendiri elastis, permukaannya adalah struktur sarang lebah, ada sekitar 45.000 simpul, jadi tidak peduli seberapa banyak kelelawar bergerak, tidak perlu khawatir tentang deformasi, dan struktur geometris yang stabil membuat kain sedikit rusak, retakan tidak akan menjadi besar dan dapat terus terbang.
Robot Laba-laba Bionik - BionicWheelBot
BionicWheelBot adalah robot berjalan unik, terinspirasi oleh laba-laba backflip Maroko, yang dapat meniru laba-laba backflip Maroko untuk bergerak di medan yang kompleks dalam mode berguling. Ini mengontrol setiap sendi lutut dan tubuh dengan 15 motor kecil. Ada juga 14 turbin pengunci otomatis untuk memastikan robot tetap diam dan tegak saat menggerakkan kaki tertentu. Berkat sensor inersia terintegrasi, ia dapat mengetahui ke mana ia berguling dan dapat memperpanjang kaki yang sesuai untuk bergerak maju lagi. Dan itu jauh lebih cepat saat berguling daripada saat berjalan, dan bahkan dapat mengatasi kemiringan menanjak hingga 5%. Saat transisi robot dari mode berjalan ke mode bergulir, BionicWheelBot akan mengubah tiga kaki di sisi kiri dan kanan bodi menjadi "roda". Kedua kaki yang terlipat dalam mode berjalan sekarang dilepaskan lagi, dan mendorong laba-laba bola ke tanah untuk mulai bergerak, sambil memberikan momentum selama berguling.
Robot Cacing Pipih Laut Bionik - BionicFinWave
Dua buah silikon lembut (Silicone) digunakan sebagai pengganti sirip sotong, dan 9 titik tumpu di sisi kiri dan kanan digunakan untuk membantu mengepak seperti gelombang. Yang menakjubkan adalah struktur rumit ini digerakkan hanya oleh 2 motor servo dan satu lagi Motor tersebut bertanggung jawab untuk menekuk tubuh dan mengendalikan robot untuk bergerak naik turun. Dengan cara ini, mereka dapat menghasilkan bentuk gelombang yang berbeda, yang sangat cocok untuk gerakan lambat dan tepat, dan mereka dapat mengaduk lebih sedikit air dibandingkan dengan penggerak sekrup tradisional dan lebih hemat energi. Dan karena bahannya lembut, ia bisa berenang tanpa hambatan di pipa sempit. Untuk membuat poros engkol memiliki fleksibilitas dan fleksibilitas yang sesuai, sambungan universal disediakan di antara setiap bagian batang. Untuk tujuan ini, poros engkol, termasuk sambungan dan batang penghubung engkol, terbuat dari plastik, menggunakan proses pencetakan 3D integral.
Robot Kanguru Bionik - BionikKanguru
Robot dikendalikan oleh sistem pneumatik, dan di bawah aksi dorongan udara terkompresi dari lapisan dalam cakar kontak tanah, ia dapat melompat ke depan dan ke atas. Setiap kali robot ini menyelesaikan lompatan, cakarnya menyimpan energi udara untuk melanjutkan lompatan berikutnya. Kanguru memiliki berat 7 kilogram dan tinggi 1 meter, alasan mengapa bisa melompat karena dilengkapi dengan pegas dan silinder pneumatik. Dari segi kemampuan lompat bisa dikatakan sangat kuat-lompatan mendatar bisa mencapai 0,4 meter, lompatan vertikal mencapai 0,8 meter, dan yang lebih penting juga bisa menyelesaikan lompatan terus menerus.
Robot Semut Bionik - BionicANT
Setiap semut seukuran telapak tangan, dan garis-garis yang mengelilingi tubuh adalah sirkuit cetak 3D. Sensor mouse optik dipasang di dadanya untuk melacak posisi. Mata semut merupakan dua bagian dari sebuah kamera, menurut informasi spasial yang diberikan oleh kamera, semut menggerakan posisinya, mengunci dan menangkap target tugasnya. Mereka berkomunikasi satu sama lain tanpa kabel, dan sensor di lantai dapat membantu mereka "memahami" lingkungan sekitar. Perlu disebutkan bahwa tungkai semut terdiri dari enam aktuator keramik piezoelektrik, yang dapat menekuk dengan cepat dan tepat, serta menjaga kecepatannya tetap kompak, yang sangat hemat energi. Perlu ditekankan bahwa sangat jarang untuk mengaplikasikan aktuator keramik piezoelektrik pada robot sekecil itu.
Robot Penguin Bionik - AquaPenguin + AirPenguin
Ia memiliki sistem penilaian otonom built-in, yang dapat menavigasi dan menempatkan dirinya sesuai dengan aliran air. Selain itu, ia memiliki sistem sonar 3D yang dapat mendeteksi penguin lain dengan gelombang suara untuk mencegah tabrakan. Setelah robot melepaskan dirinya, ia akan diubah menjadi AirPenguin yang melayang di langit. Terdiri dari kantung udara berbentuk kapal dan sirip. Sirip di kedua sisi dapat memberikan dorongan ke depan, dan sirip ekor serta ujung hidung dapat bergerak bebas. Selain itu, robot juga dilengkapi dengan fasilitas navigasi dan komunikasi yang canggih, memungkinkan mereka untuk menjelajah secara otonom atau sesuai aturan tetap.
Robot Kupu-kupu Bionik - eMotionButterfly
EMotionButterfly dilengkapi dengan panel elektronik yang sangat terintegrasi yang memungkinkan mereka mengaktifkan sayap secara individual dan tepat untuk mencapai gerakan cepat. Untuk memastikan keandalan dan stabilitas proses penerbangan, komunikasi yang berkelanjutan sangat penting.Kombinasi teknologi radio dan sensor pada panel eMotionButterfly serta sistem panduan dan pemantauan mewujudkan pemosisian satu benda terbang. Setelah robot meninggalkan jalur yang ditentukan, komputer akan segera memperbaikinya. Untuk tujuan ini, sistem pelacakan kamera akan mengukur posisi sebenarnya dari robot secara tepat 160 kali per detik dan menyesuaikan kembali setiap penyimpangan. Oleh karena itu, perencanaan jalur penerbangan terus diperbarui, dan komputer juga dapat mendeteksi potensi risiko tabrakan pada waktunya untuk menyiapkan strategi penghindaran yang tepat.
Ulasan Teknologi AI Leifeng.com
- Untuk menjadi murni atau untuk menghasilkan uang, zaman keemasan musik elektronik kekurangan "Cui Jian"
- Dia hanya tipuan tiga menit dalam film Stephen Chow, tapi dia menjadi Master Xing, menjual semangkuk nasi goreng seharga lima ribu
- "Gong Shou Dao" ditayangkan di Double Eleven, Jack Ma menghasilkan banyak uang, tapi dia adalah pemenang terbesar!
- Ponsel Razer 2 dirilis: logo dilengkapi dengan efek pencahayaan RGB, bahkan pengisi daya akan bersinar
- "Donkey Gets Water" mengandalkan "air ledeng" untuk mendapatkan keuntungan tetap. Pengalaman apa yang dimiliki film happy twist?