Искусственный интеллект РОБОТОТЕХНИКА 1
Исторические сведенья Ø Идея создания мыслящих машин "человеческого типа", которые казалось бы думают, двигаются, слышат , говорят, и вообще ведут себя как живые люди уходит корнями в глубокое прошлое. Еще древние египтяне и римляне испытывали благоговейный ужас перед культовыми статуями, которые жестикулировали и изрекали пророчества (разумеется не без помощи жрецов). Средневековые летописи полны рассказов об автоматах, способных ходить и двигаться почти также как их хозяева - люди. В средние века и даже позднее ходили слухи о том, что у кого-то из мудрецов есть гомункулы (маленькие искусственные человечки) - настоящие живые, способные чувствовать существа. 2
В Германии в Deutsches Museum at Munich хранится деревянный автомат "монах", созданный в 1560 г. Ø В 1606 в Московском кремле был поставлен медный цербер - злой пёс о трёх головах , щёлкающий зубами и извергающий пламя из ушей и из пасти. Ø В 1673 году мастер на все руки Петр Высоцкий сделал для коломенского дворца механических рыкающих львов. Ø 3
В 1736 г. французский изобретатель Жак де Вокансон изготовил механического флейтиста в человеческий рост, который исполнял двенадцать мелодий, перебирая пальцами отверстия и дуя в мундштук, как настоящий музыкант. Ø В XVIII веке замечательный русский механик И. П Кулибин создал уникальные часы размер которых был не более гусиного яйца. В этих часах одновременно с боем на исходе каждого часа раздвигались створчатые дверцы, начинала играть музыка и разыгрывалось целое представление кукол. Ø 4
Механическая утка Ø В 1738 году французский инженер Jaques de Vaucanson(Жак Вакансон) собирает механическую игрушку-утку в натуральную величину, механизм которой состоит из 1000 деталей. Эта утка повторяла до мельчайших подробностей живой образец. Она щелкала клювом, плавала, брызгалась в воде, двигала крыльями, чистила и расправляла перья, крякала, вытягивала голову вверх, клевала из протянутой ладони зерна, могла имитировать процесс переваривания пищи настоящей уткой. 5
В середине 1750 -х годов Фридрих фон Кнаус, австрийский автор, служивший при дворе Франциска I, сконструировал серию машин, которые умели держать перо и могли писать довольно длинные тексты. Другой мастер, Пьер Жак-Дроз из Швейцарии, построил пару изумительных по сложности механических кукол размером с ребенка: мальчика, пишущего письма и девушку, играющую на клавесине. Ø В 1774 году, часовых дел мастер Pierre Jaquet-Droz (Пьер Анри Дро)представил всеобщему обозрению писателя-Андройда, который представлял собой комплекс механизмов позволяющих писать предложения состоящие из 40 букв. Он окунал в чернильницу гусиное перо , выводил им на бумаге фразу , а затем , сдвинув голову оглядывал написанное. После этого он посыпал бумагу песком и стряхивал её. Ø 6
История создания Гомеостат Эшби (1948) Ø Черепашки Уолтера (1950 -1951) Ø Робот «Шейки» , Стендфорский университет (1969) Ø «Промышленный интеллектуальный робот» , Электротехническая лаборатория, Япония (1969) Ø Робот «Таир» , Киевский институт кибернетики (1972 -1975) Ø 7
Черепашки Уолтера (1950 -1951) Самодвижущиеся электромеханические игрушки, способные ползти на свет или от него, обходить препятствия, заходить в “кормушку” для подзарядки разрядившихся аккумуляторов В темноте или при слабом свете они беспорядочно ползают, как будто что-то ищут. Натыкаясь на препятствие, они сворачивают и пытаются их обойти. Если имеется достаточно сильный источник света, они его скоро “замечают” и решительно направляются в его сторону. Однако подойдя к свету слишком близко, отворачиваются от него. Затем они двигаются вокруг источника света, находя для себя оптимальные условия и непрерывно поддерживая их. Две черепашки “видят” и “узнают” друга по зажженной лампочке и ползут другу навстречу. 8
Робот – это машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром 3 поколения роботов: Ø Программные. Жестко заданная программа (циклограмма). Ø Адаптивные. Возможность автоматически перепрограммироваться (адаптироваться) в зависимости от обстановки. Изначально задаются лишь основы программы действий. Ø Интеллектуальные. Задание вводится в общей форме, а сам робот обладает возможностью принимать решения или планировать свои действия в распознаваемой им неопределенной или сложной обстановке. 9
Архитектура интеллектуальных роботов Ø Ø Ø Ø Исполнительные органы Датчики Система управления Модель мира Система распознавания Система планирования действий Система выполнения действий Система управления целями 10
Технологии ИИ для роботов 11
Современные роботы Ø Ученые американского университета Карнеги сконструировали робота-старика. Это очень занимательный и милый андроид с чертами старого горемыки из русских народный сказок. Простенькая система интеллекта позволяет роботу сносно общаться с окружающими. При этом он по-старчески шамкает, бубнит что-то под нос, чихает и икает. На расспросы он отвечает, что из семьи пастуха, а главное его изобретение – это плитка шоколада. Наибольший восторг публики робот вызывает, когда просит простить его за старческий маразм. 12
Промышленные роботыманипуляторы Ø в мире было разработано более 270 моделей промышленных роботов Ø 13
Роботы для игр Роботы-животные Ø Роботы-игрушки Ø 14
Механическая актиния Ø Робот точно имитирует поведение морской актинии. У него гибкое силиконовое тело, а пять щупалец чутко реагируют на освещение и движения внутри и за стеклом аквариума. Напуганный роботактиния уползает в угол. Робот для развлечений Ø Manoi – робот ростом в 60 см. , может выполнять множество действий, например стоять на одной ноге, вставать после падения, приветствовать посетителей, танцевать и т. д. 15
Сторожевой робопёс Ø Сконструирован в Южной Корее для охраны частных усадеб. Пес весит 40 кг , в его нос встроена фотокамера, а в корпусе имеется сотовый телефон, который немедленно посылает сигнал хозяину в случае обнаружения опасности. В критических случаях робот способен сам вызвать полицию. 16
Роботы для медицины Обслуживание больниц Ø Наблюдение за больными Ø Хирургические роботы Ø Тренажеры для врачей Ø 17
Роботы для дома Роботы-секретари Ø Роботы-уборщики Ø Роботы для общения Ø 18
Японский семейный робот Ø Робот запоминает до 7 членов семьи и распознает их по лицам или голосу. Словарный запас – 65 тыс. фраз и 1000 отдельных слов. Он держит в памяти привычки каждого члена семьи и пытается находить к каждому подход. Робот краснеет в ответ на шутку и бледнеет в замешательстве. 19
Роботы-охранники Патрулирование улиц Ø Охрана помещений и зданий Ø Воздушное наблюдение (БПЛА) Ø 20
Ø Производятся компанией Mitsubishi Heavy Industries. Робот наделен прекрасными манерами и сложной программной начинкой, позволяющей запомнить по именам 10 человек и приветствовать их по имени, приветливо помахивая рукой-манипулятором. Он предназначен для охраны дома и обязанностей личного секретаря. Он напомнит пожилым людям о том, что пора принять таблетки, проверит, нет ли утечки газа, и сообщит по телефону, если ваш близкий человек вдруг потерял сознание и не отвечает на жесты Wakamaru. Робот может отвечать на телефонные звонки, записывать голосовые сообщения, запоминать ваше расписание на день, будить вас и рассказывать погоду. Когда же Wakamaru свободен от своих обязанностей он будет бродить по дому в поисках собеседника, или просто присядет посмотреть телевизор. За железного друга ростом чуть менее метра желающим придется выложить около 14000 долларов, кроме того, обновление программного обеспечения будет стоить около 85 долларов в месяц. 21
Робот Н 7 Ø В Японии разработан автономный человекоподобный робот. Его электронный мозг, состоящий из двух 750 МГц процессоров Pentium III, управляется операционной системой RT Linux. 22
Девушка - робот Ø Кроме возможности двигать руками, андроид умеет говорить и выражать свои эмоции с помощью простейшей мимики и движения глаз. Вместо кожи у нее не твердый пластик, как у обычных роботов, а эластичный силикон. Многочисленные датчики позволяют андроиду поворачиваться и реагировать на события совсем, как человек. Робот умеет моргать глазами, женственно двигать руками и делает вид, что дышит. Движения андроида неотличимы от человеческих. Движения тела робота построены на компьютерном анализе движений человека. Алгоритм совершенствуется, когда андроид наблюдает за настоящими людьми и действует независимо от них. Андроид способен общаться с человеком и реагировать на прикосновения. 23
Ø В Тайване, в Национальном университете науки и технологии разработан роботгуманоид. Он умеет ходить, двигать руками, разговаривать и выполнять простые команды, умеет играть на барабанах. Голову робота сложно отличить от настоящей. А если на этого парня надеть одежду, то сходство с человеком будет еще более полным. 24
Ученые из Бристольского университета представили роботизированную мужскую голову по имени Жюль (Jules). Отличить ее от настоящей довольно непросто. Ø В принципе, создать голову, похожую на настоящую — не проблема. Однако на этот раз британские разработчики добились настоящего успеха: Jules может имитировать человеческую мимику, в том числе движения губ. Голова изготовлена из специальной резины, максимально похожей на настоящую кожу, и снабжена 34 моторчиками, которые и оживляют лицо Жюля. Роботу «доступны» десять основных человеческих эмоций: счастье, печаль, концентрация и т. д. На представленном снимке голова рассуждает о том, как навести на планете порядок с экологией. Ø 25
Методы исследования в области ИИ для роботов Компьютерное моделирование Ø Исследовательские системы Ø 26
В Японии разрабатывают «родственника» Годзиллы. Ø Инженеры компании Vstone закончили работу над своим детищем — роботом Blackox. Внешний вид этого товарища (особенно светящиеся глаза) вызывает восхищение у девушек и робкий трепет у дерзких пацанов с района. Ø Робот обучен твердо стоять на ногах и знает около 20 проверенных ударов. Высота робота составляет пока только 44 сантиметра и проку от него пока что маловато, да и стоимость — высока (4700 евро). /*Вот дождемся, когда японцы соберут Blackox высотой 200 метров, тогда и можно будет смело разгуливать вечером по Люберцам. */ 27
Военные роботы США Планы DARPA по перевооружению армии: Ø Через 10 лет одна треть транспортных средств будет беспилотной Ø За 6 лет планируется потратить $14. 78 млрд Ø К 2025 году планируется переход к полноценной робототехнической армии 28
Военные роботы Россия Беспилотные самолеты Ø Наземная техника Ø 32 страны мира производят около 250 типов беспилотных самолетов и вертолетов 29
Футбол роботов Международная Федерация FIRA Ø Ассоциация Robo. Cup : "Через 50 лет, в 2050 году, команда роботовфутболистов должна выиграть у Чемпиона мира по футболу (команды людейфутболистов)" Ø 30
Тенденции развития Ø Ø Ø Водитель автобуса в Токио получает около $5000 в месяц. В больницах повсеместно появляются роботы-сиделки, расходы на них составляют $2000 -$3000, что несколько дешевле нанятых людей. Объем рынка "бытовых роботов" в Японии в прошлом году составил 390 млрд. иен ($3, 2 млрд. ) К 2025 году рынок достигнет годового объема в 8 трлн. иен ($70 млрд. ) Рынок персональных и мобильных роботов в США в 2006 г. должен вырасти до $5, 4 млрд и стать крупнее рынка промышленных стационарных роботов. Минобороны США за 6 лет планируется потратить $14. 78 млрд на создание робототизированной армии. Демографическая ситуация в России и ряд других причин через несколько лет приведет к непоправимому снижению притока рабочих в промышленность. Эту нехватку с успехом может восполнить не неквалифицированные иностранные работники, а промышленная робототехника. 31
Американские ученые предсказывают эру киборгов, российские исследователи готовы с ними поспорить Ø По мнению американских ученых, роботы будут не только превосходить человека по умственным способностям, но и испытывать эмоции. Исследователи уверены: после 2029 года развитие цивилизации пойдет по пути создания гибрида между машиной и человеком. Однако российские эксперты сомневаются в «нашествии роботов» и ставят прогнозы коллег под большой вопрос. Ø О том, что эра киборгов не за горами, сообщил один из ведущих специалистов мира в области передовых технологий американец Рей Курцвайль. Ø 32
Исследователи уверены, что избежать создания гибрида между машиной и человеком не удастся – это единственная возможность решить проблемы со здоровьем и продлить человеческую жизнь. Ø Первым шагом к созданию нового типа живого организма станет вживление в человеческий мозг искусственных интеллектуальных биологических наноблоков, что многократно увеличит мыслительный уровень людей и расширит их возможности за счет быстроты сбора и обработки информации. Ø Микрочипы позволят людям запоминать, просчитывать варианты со скоростью компьютера и даже общаться с виртуальным миром через собственную нервную систему, передает РИА «Новости» . Ø 33
Ø Ø Ø Однако российские ученые сомневаются в правильности утверждений американских коллег. «Между искусственным и человеческим разумом нельзя ставить знак равенства. Наш разум обладает способностями – интуицией, предвидением, которые пока невозможно воссоздать искусственно, да и незачем. Ведь человеку свойственно ошибаться, зачем же наделять такими же способностями и роботов? » По мнению ученых, искусственный разум – в той мере, в какой он описывает и моделирует разумное поведение, – вполне реализуем. Во многих системах это достигнуто уже сегодня – от бытовой техники до управления космическими кораблями. «Это устройства, которые могут рационально решать большой класс задач» , – пояснил Геннадий Осипов. По мнению эксперта, вживление наноблоков в мозг человека возможно исключительно в медицинских целях без массового использования. «Природа есть природа, и вмешательство в человеческий мозг всегда нежелательно и опасно» . 34
Скачать презентацию Искусственный интеллект РОБОТОТЕХНИКА 1 Исторические сведенья Ø
Искусств интеллект_роботы 1_ТКК.ppt