Autonóm mobil robotok

Tézis

A robotikai fejlesztések irányát megváltoztatja, hogy a különösebb „intelligenciával” nem rendelkező

hagyományos ipari robotok mellett a hétköznapi használat szintjén

(háztartásokban, egészségügyben, stb.) is gyakrabban alkalmazzák a komplexebb,

autonómabb, rutinmunkák helyett összetettebb feladatokat végrehajtó mobil

robotokat.

A robotok definíciójánál és osztályozásánál három szempontot fogadnak el általánosan:– teljes egészében ember által készített szerkezetek,– mozogni tudnak, a mozgásban több szabadságfokkal

rendelkeznek (mobilitás),– tevékenységüket részben, vagy teljesen önállóan irányítják

(autonómia).

Definíció: emberi feladatokat kivitelező, élőlény (de általában nem ember) formájú fizikai ágensek. Nem hollywoodi szörnyek, nem humanoidok.

Robotgenerációk

• I. generáció: kizárólag vezérléssel működtethetők, a számítógép programja adja meg mozgásuk útvonalát, határozza meg az elvégzendő tevékenységeket. A környezet változásait nem érzékelik.

• II. generáció: környezetüket szenzorokkal vizsgálják, az így szerzett és a saját működésükről nyert információk alapján a számítógép bármikor képes módosítani a robot mozgását, például kikerüli a váratlanul útjába került akadályokat. Feladataikat magas szintű programnyelven határozzák meg.

• III. generáció: mesterséges intelligencia térhódítása: jól alkalmazkodnak a környezet változásaihoz, alakokat és helyzeteket ismernek fel, hanggal is vezérelhetők, amire képesek hanggal válaszolni, önálló döntéseket hoznak, bonyolult feladatokat oldanak meg, alkalom adtán maguktól módosítják a betáplált programot. Segítségükre vannak tanuló algoritmusaik; általuk hasznosítják korábbi tapasztalataikat.

• IV. generáció: ???

Bemenet Kimenet

Külső vezérlés

Első generációs robot

előre programozott parancsvégrehajtás

Fix és korlátozott

Belső modell

Első generációs robotok modellje

Pl. útvonal, elvégzendő tevékenységek

paraméterek

emberi.

Bemenet Kimenet

Külső vezérlés

Második generációs robot

külső változásokra reagáló feladatvégrehajtáskorlátozott

mértékben, de módosítható

saját működésről nyert információk

Belső modell

környetezetből szenzoradatok

Második generációs robotok modellje

magasszintű feladatmeghatározás

Bemenet Kimenet

Külső vezérlés

Harmadik generációs robot

külső-belső változásokra reagáló

feladatvégrehajtásjelentős mértékben

változtatható

változtatnak a feladatvégrehajtás

módján

saját tevékenység hatásáról nyert

információkúj információk beintegrálása

Belső modell

Belső cél,terv

tanuló algoritmusok

környezeti, alak- és helyzetinformációk

(hang is)

önálló döntés

Harmadik generációs robotok modellje

magasszintű, komplex feladatmeghatározás

Mobilitás és autonómia

Három környezettípus:• levegő/világűr• víz• szárazföld

Autonómia feltételei: • környezetről való információszerzés,• emberi beavatkozás nélküli folyamatos munkavégzés,• emberi segítség nélküli helyváltoztatás A pontról B pontra,• emberekre, tárgyakra, saját magára veszélyes szituációk

elkerülése,• saját maga megjavítása külső beavatkozás nélkül.

A várható fejlődés

Intelligencia

• Racionális ágensek

• Információkezelés és intelligens cselekvés

• Szituációs aktivitás, architektúrák

További trendek

• Vezeték nélküli technológiák és mobil robotika összekombinálódása folytatódik.

• Kooperativitás: mobil robotok csoportosan, multi-ágens rendszerekként, rajintelligenciaszerűen is képesek feladatokat megoldani.

• Egyre fontosabb szerephez jutnak a környezettel való hatékony interakcióhoz nélkülözhetetlen szenzorok és aktuátorok.

Alkalmazások

• Szolgáltatások (kórházak, porszívók, fűnyírók, stb.)

• Otthoni asszisztensek, szórakoztató robotok („ápolók”, társpótlók, stb.)

• Veszélyes terepen dolgozó robotok (kutató és mentőrobotok, stb.)

Szükséges technológiai előfeltételek

• mikroprocesszor technológia: a feladat megoldásához szükséges teljesítmény,

• vezeték nélküli technológia: a hálózatban történő működés jobb feltételeinek megteremtése,

• képfeldolgozás: a környezet érintés nélküli érzékelésének, valamint megismerésének képessége,

• szöveg- és beszédfelismerés: természetes nyelvek feldolgozása és az ehhez szükséges fogalmi rendszerek hatékony reprezentációja,

• szenzor- és aktuátortechnológia: megfelelő mozgás- és egyéb érzékelés, továbbá az emberi mozgás aprólékosságát megközelítő mozgás kidolgozása,

• tanuló algoritmusok, következtetőgépek: elfogadhatóan gyors tanulás és következtetés megvalósítása,

• energiaellátás: hatékonyság biztosítása.

Az IKT más területeire való hatások

• Nanotechnológia

• Környezet-intelligencia (AmI)

• Virtuális közegek

• Mesterséges intelligencia

Társadalmi-gazdasági hatások

A fejlesztéseket technikai-gazdasági szempontból a termelés költségének csökkentése,

minőségének növelése, a nagy pontosságot igénylő műveletek jobb kivitelezése, az emberi megbízhatósági tényezők kiküszöbölése, az

emberi teljesítőképesség határain túli feladatok ellátása, társadalmi szempontból leginkább az

ember (veszélyes munkakörökben való) helyettesítése, a monoton munka kiváltása

ösztönzi.

A világ robotpiaca 1995-2025

Otthoni és szolgáltató robotok 1995-2025

Következtetések

Ha a gyakran az emberi intelligencia különböző megnyilvánulásait tesztelő kísérletek mellett

egyre több praktikus, a hétköznapokban hasznosítható fejlesztési szempont jelenik meg,

és a kivitelezéshez adott a technológia, „profanizálódik” a robotokról kialakult kép:

csillogó-villogó tudálékos csodagépek vagy kertben csattogó gépszörnyek helyett az információs társadalom kiteljesedéséhez

hozzájáruló segítő, munkavégző szerkezeteket látunk bennük otthon és munkahelyen egyaránt.

• Köszönöm a türelmet!