АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Freddy II

Экспертиза РАН

Logo-ran.pngLogo-ran-black.png
Проводится экспертиза
Российской академией наук
Подробнее
Times2.svg

Экспертиза РАН

Arrow-Right.png
Logo-ran.png
Проводится экспертиза
Российской академией наук
Подробнее

Freddy II — экспериментальный робот, созданный в период с 1973 по 1976 год на кафедре машинного интеллекта и восприятия (позднее — кафедра искусственного интеллекта, ныне входит в состав Школы информатики Эдинбургского университета). Предшественником Freddy II был робот Freddy (1969–1971)[1].

Технология

Технические инновации, реализованные в роботах серии Freddy, находились на передовом уровне в области робототехники 1970-х годов. Freddy стал одним из первых роботов, интегрировавших зрение, манипулирование и интеллектуальные системы, а также характеризовался универсальностью и простотой перепрограммирования для новых задач. Использование подвижного стола вместо манипулятора упростило конструкцию. Freddy использовал метод визуального распознавания деталей с помощью сопоставления графов по обнаруженным признакам. Система основывалась на наборе высокоуровневых процедур программирования движений манипулятора, которые могли переиспользоваться для новых задач.

«Дебаты Лайтхилла»

В середине 1970-х годов разгорелся спор о целесообразности развития программ по созданию универсальных роботов как в США, так и в Великобритании. Телепередача 1973 года, получившая название «Дебаты Лайтхилла» («Lighthill Debate»)[2], сводила во мнениях Джеймса Лайтхилла, автора критического отчёта для британских научных и инженерных агентств, и сторонников ИИ: Дональда Мичи (Эдинбургский университет) и Джона Маккарти (Стенфордский университет). Роботы Freddy II из Эдинбурга и Shakey (Стенфорд/SRI) были представлены как примеры наиболее продвинутых на тот момент интеллектуальных робототехнических систем.

Freddy I и Freddy II

Freddy Mark I (1969–1971) представлял собой опытный прототип с тремя степенями свободы, реализованными вращающейся платформой с независимыми колёсами. В состав входили видеокамера и датчики столкновений, соединённые с компьютером, который перемещал платформу для получения изображения объектов и их последующего распознавания[3][4].

Freddy II (1973–1976) был манипулятором с пятью степенями свободы и крупной вертикальной «рукой», способной перемещаться вверх и вниз, вращаться вокруг вертикальной оси и вращать захваченные предметы вокруг горизонтальной оси. Ещё две поступательные степени свободы обеспечивались движущейся под манипулятором рабочей поверхностью. Захват выполнялся двухпальцевым «щипцом». Система была оснащена видеокамерой и позже — генератором световых полос.

Проекты Freddy и Freddy II были инициированы и курировались Дональдом Мичи. Механическая и аналоговая электроника разработаны и реализованы Стивеном Солтером (также известен разработкой технологии получения возобновляемой энергии от волн, см. Утка Солтера), цифровая электроника и компьютерные интерфейсы — Гарри Барроу и Греганом Кроуфордом. Программное обеспечение разработано под руководством Рода Берсталла, Робина Попплстоуна и Гарри Барроу, на языке программирования POP-2[5], одном из первых функциональных языков программирования. Аппаратная часть включала компьютер Elliot 4130 с 384 КБ ОЗУ (128 тысяч 24-битных слов) и жёстким диском, соединённый с малым компьютером Honeywell H316 с 16 КБ памяти для выполнения задач управления датчиками.

Freddy отличался универсальностью — его можно было обучить и перепрограммировать для выполнения новой задачи за один-два дня. Выполнялись задачи, такие как надевание колец на штифты и сборка простых игрушечных моделей из деревянных блоков различных форм: лодки с мачтой и машины с осями и колёсами.

Информация о размещении деталей получалась с помощью видеокамеры и сопоставлялась с ранее сохранёнными моделями объектов[6].

В ходе экспериментов стало ясно, что программирование движений по принципу «переместиться сюда, сделать это, переместиться туда» (уровень привода или соединения) трудоёмко и не позволяет учитывать погрешности в положении деталей, их форме и шуме сенсоров. В связи с этим был разработан язык программирования роботов RAPT[7],[8] в котором поведение робота задавалось на уровне объектов.

Таким образом, цели работы задавались как желаемые пространственные отношения робота и объектов сцены, а детали реализации оставались на усмотрение программного обеспечения. Несмотря на то, что RAPT был разработан в 1970-х годах, он до сих пор превосходит большинство коммерческих языков программирования роботов.

В команду проекта входили ведущие специалисты в области: Пэт Эмблер, Гарри Барроу, Илона Беллос, Крис Браун, Род Берстал, Греган Кроуфорд, Джим Хау, Дональд Мичи, Робин Попплстоун, Стивен Солтер, Остин Тейт и Кен Тёрнер.

Значительный интерес в проекте представляло также использование 3D-сканера на основе структурированного света для получения формы и положения манипулируемых объектов[9].

В настоящее время робот Freddy II экспонируется в Королевский музей в Эдинбурге, Шотландия, где демонстрируется фрагмент сборочного процесса на видео в непрерывном режиме.

См. также

Примечания

  1. ↑ Ambler, A. P.; Barrow, H. G.; Brown, C. M.; Burstall, R. M.; Popplestone, R. J. (июнь 1975). “Универсальная система для компьютерного управления сборкой”. Artificial Intelligence. 6 (2): 129—156. DOI:10.1016/0004-3702(75)90006-5. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  2. ↑ Index of /Video/Lighthill1973 (англ.). aiai.ed.ac.uk. Дата обращения: 18 июня 2024.
  3. ↑ H.G. Barrow, S.H. Salter. Design of low-cost equipment for cognitive robot research // Machine Intelligence 5 / под ред. B. Meltzer и D. Michie. Edinburgh University Press, 1969. С. 555–566.
  4. ↑ H. G. Barrow, G. F. Crawford. The Mark 1.5 Edinburgh Robot Facility // Machine Intelligence 7. Edinburgh University Press, 1972. Гл. 25, с. 465–480.
  5. ↑ R. Burstall, J. Collins, R. Popplestone. Programming in Pop-2. University Press, Edinburgh, 1968.
  6. ↑ H. G. Barrow, R. M. Burstall. Subgraph isomorphism, matching relational structures and maximal cliques // Information Processing Letters. 1976. Т. 4, № 4. С. 83–84.
  7. ↑ Popplestone, I.; Ambler; Bellos (март 1978). “RAPT: язык для описания сборочных операций”. Industrial Robot. 5 (3): 131—137. DOI:10.1108/eb004501. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  8. ↑ R. J. Popplestone. Specifying Manipulation in Terms of Spatial Relationships. Research Report No. 117, University of Edinburgh, 1979.
  9. ↑ R. J. Popplestone, C. M. Brown, A. P. Ambler, G. F. Crawford. Forming models of plane-and-cylinder faceted bodies from light stripes // Proc. 4th Int. Joint Conf. on Artificial Intelligence, сентябрь 1975. С. 664–668. копия статьи

Литература

  • H.G. Barrow, S.H. Salter. Design of low-cost equipment for cognitive robot research // Machine Intelligence 5 / под ред. B. Meltzer и D. Michie. Edinburgh University Press, 1969. С. 555–566.
  • H. G. Barrow, G. F. Crawford. The Mark 1.5 Edinburgh Robot Facility // Machine Intelligence 7. Edinburgh University Press, 1972. Гл. 25, с. 465–480.
  • H. G. Barrow, R. M. Burstall. Subgraph isomorphism, matching relational structures and maximal cliques // Information Processing Letters. 1976. Т. 4, № 4. С. 83–84.
  • R. Burstall, J. Collins, R. Popplestone. Programming in Pop-2. University Press, Edinburgh, 1968.
  • R. J. Popplestone, C. M. Brown, A. P. Ambler, G. F. Crawford. Forming models of plane-and-cylinder faceted bodies from light stripes // Proc. 4th Int. Joint Conf. on Artificial Intelligence, сентябрь 1975. С. 664–668.
  • R. J. Popplestone. Specifying Manipulation in Terms of Spatial Relationships. Research Report No. 117, University of Edinburgh, 1979.

Ссылки

Категории