在機(jī)器人操縱中使用人工智能技術(shù)將使從事多種任務(wù)的機(jī)器人在質(zhì)量上有一個(gè)相當(dāng)大的飛躍。這是參與IntelliMan項(xiàng)目(用于高級(jí)機(jī)器人服務(wù)、制造和假肢的人工智能操縱系統(tǒng))的合作伙伴的信念,該項(xiàng)目是由意大利博洛尼亞大學(xué)協(xié)調(diào)的地平線歐洲研究項(xiàng)目,并有其他幾個(gè)積極的意大利參與者參與。該項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)是使機(jī)器能夠完成一些最典型的人類動(dòng)作,如我們的手,一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的肢體,具有非常廣泛的適應(yīng)和互動(dòng)能力,能夠根據(jù)需要對(duì)操縱的物體施加不同的壓力。這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),特別是當(dāng)人們考慮到在不斷變化的情況下執(zhí)行這些動(dòng)作時(shí)。
人工智能對(duì)機(jī)器人技術(shù)有很大的潛力,能夠在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)一些優(yōu)勢(shì)。在機(jī)器人技術(shù)中使用人工智能技術(shù)的主要目的是為了更好地管理外部環(huán)境的可變性和不可預(yù)測(cè)性,無(wú)論是實(shí)時(shí)還是離線。這是國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)寫(xiě)的,它在操作機(jī)器人增長(zhǎng)背后的五個(gè)關(guān)鍵趨勢(shì)中提到了人工智能在機(jī)器人中的使用:全球350萬(wàn)臺(tái)是一個(gè)新的記錄,安裝價(jià)值也是如此,估計(jì)為157億美元。
這就是為什么意大利領(lǐng)導(dǎo)的歐盟項(xiàng)目的發(fā)展,由歐盟委員會(huì)資助450萬(wàn)歐元,無(wú)論是在工業(yè)領(lǐng)域還是在援助和假肢領(lǐng)域,都具有戰(zhàn)略意義。在這最后一點(diǎn)上,應(yīng)該指出的是,博洛尼亞大學(xué)將利用其在機(jī)器人和人工智能方面的廣泛專業(yè)知識(shí),與INAIL假肢中心合作,在假肢領(lǐng)域開(kāi)發(fā)創(chuàng)新解決方案。
●操縱物體是一種涉及敏感性和靈巧性的動(dòng)作。簡(jiǎn)而言之:智能。為了提高機(jī)器人的操縱能力,使用人工智能技術(shù),歐洲項(xiàng)目 IntelliMan 誕生了
●在博洛尼亞大學(xué)的協(xié)調(diào)下,地平線歐洲研究項(xiàng)目(獲得 450 萬(wàn)歐元資助)涉及各種參與者,其中一些是意大利人。用途包括工業(yè)領(lǐng)域,尤其是物流和農(nóng)業(yè)食品,還有假肢。
●該項(xiàng)目將于 2026 年結(jié)束,它開(kāi)辟的前景是多方面的:創(chuàng)造能夠在家中為人們提供幫助的協(xié)作機(jī)器人,增加假肢患者行動(dòng)的可能性,確保有效和安全的盟友行業(yè)
智能機(jī)器人操作:IntelliMan 項(xiàng)目
為了更好地了解參與IntelliMan的團(tuán)隊(duì)的工作,即人工智能在機(jī)器人操縱中的采用和影響。意大利博洛尼亞大學(xué)電氣和信息工程系'Guglielmo Marconi'的講師和項(xiàng)目協(xié)調(diào)人Gianluca Palli說(shuō):
"人工智能的使用需要大量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練。然而,在操縱領(lǐng)域,這可能是一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榇嬖谥c環(huán)境的物理互動(dòng),并且需要確保高安全條件。此外,訓(xùn)練必須是有效的,因?yàn)楸仨氉畲笙薅鹊乩盟@得的(少量)數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),我們打算做的是--與使用人工智能技術(shù)的正常過(guò)程相反,在這種過(guò)程中,你有一種 "封閉的盒子模型",其內(nèi)容是未知的--為這種學(xué)習(xí)活動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)預(yù)定的結(jié)構(gòu),其結(jié)果是通過(guò)導(dǎo)師的監(jiān)督獲得。"
Gianluca Palli,博洛尼亞大學(xué)電能與信息工程系“Guglielmo Marconi”教授,IntelliMan項(xiàng)目協(xié)調(diào)人
在實(shí)踐中,一個(gè)人在初始學(xué)習(xí)階段負(fù)責(zé)引導(dǎo)操縱系統(tǒng),從預(yù)定義的行為開(kāi)始,但性能非常有限。
“IntelliMan 項(xiàng)目的一個(gè)顯著方面是采用基于共享自主的方法:培訓(xùn)師為機(jī)器人提供漸進(jìn)式學(xué)習(xí)的可能性,有點(diǎn)像成人和兒童之間的關(guān)系:前者為第二者留下空間學(xué)習(xí)并有信心執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)或行動(dòng)?!?/p>
這種共享的自主機(jī)制確保機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)指定的操作目標(biāo),需要更少的導(dǎo)師輸入,導(dǎo)師負(fù)責(zé)監(jiān)控機(jī)器的動(dòng)作并在必要時(shí)進(jìn)行干預(yù)。
Palli 指出:“這是一種旨在逐步獲得自主性的教學(xué),既不違反安全條件,也不危害正在研究的技術(shù),成本非常高。”
人工智能技術(shù)在機(jī)器人操作中的應(yīng)用
IntelliMan 項(xiàng)目正在研究的用例有四個(gè),涉及:假肢應(yīng)用;兩個(gè)工業(yè)用例,用于制造和貨物物流,特別是農(nóng)產(chǎn)品;最后是家政服務(wù)機(jī)器人。
談到在機(jī)器人操作中采用人工智能,使用了哪些技術(shù)?
“主要采用強(qiáng)化學(xué)習(xí),這是一種機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),用于在獲得所需結(jié)果時(shí)基于獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制進(jìn)行訓(xùn)練,就像訓(xùn)練動(dòng)物的過(guò)程一樣。“
就機(jī)器而言,當(dāng)它執(zhí)行成功的動(dòng)作時(shí),操作員會(huì)通過(guò)發(fā)送信號(hào)來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)它;如果不是,它會(huì)提供有關(guān)如何修改操作以使其生效的信息。另一種使用的技術(shù)是無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí),這是 ML 的另一個(gè)子類別,其中采用模型來(lái)驗(yàn)證在測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上獲得的結(jié)果。
從假肢到制造業(yè):IntelliMan 的眾多用途
IntelliMan – 假肢機(jī)器人操作示例
博洛尼亞大學(xué)是機(jī)器人操作人工智能項(xiàng)目的協(xié)調(diào)者,它在兩個(gè)方面都很活躍:假肢和工業(yè)。在第一種情況下,研究人員正在研究開(kāi)發(fā)嵌入式計(jì)算平臺(tái)的可能性,旨在處理通過(guò)主要用于假肢領(lǐng)域的可穿戴傳感器獲取的數(shù)據(jù)和信息。為此,博洛尼亞大學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)將被用于醫(yī)療和假肢應(yīng)用。
由 Palli 教授領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)專注于從設(shè)計(jì)到實(shí)際使用的廣泛機(jī)器人操作。與斯洛文尼亞 ELVEZ(汽車工業(yè)、電氣和機(jī)械工程專業(yè)產(chǎn)品制造商)一起,它將處理工業(yè)生產(chǎn)的處理系統(tǒng),特別是可變形物體:農(nóng)業(yè)食品行業(yè)也受到這些結(jié)果的強(qiáng)烈影響.這可能會(huì)對(duì)構(gòu)成意大利制造業(yè)第一的部門產(chǎn)生重要影響。
IntelliMan – 機(jī)器人操作 – 家庭服務(wù)機(jī)器人示例
但該項(xiàng)目開(kāi)辟的前景對(duì)許多領(lǐng)域都至關(guān)重要:
”我們的目標(biāo)是創(chuàng)建能夠通過(guò)以安全、高效和有效的方式與環(huán)境互動(dòng)來(lái)執(zhí)行操作的系統(tǒng)。需要能夠以智能方式開(kāi)展活動(dòng)、能夠?qū)W習(xí)新任務(wù)的系統(tǒng),從輔助和家用機(jī)器人到工業(yè)領(lǐng)域?!?/p>
在工業(yè)領(lǐng)域,起點(diǎn)是協(xié)作機(jī)器人:目標(biāo)是進(jìn)化
“今天,協(xié)作機(jī)器人基本上能夠以重復(fù)的方式執(zhí)行從人類那里學(xué)到的操作,但適應(yīng)性非常有限。觀點(diǎn)是為機(jī)器人提供認(rèn)知能力,以解釋環(huán)境并與物體交互,適應(yīng)新場(chǎng)景以有效地執(zhí)行分配的任務(wù)?!绊?xiàng)目協(xié)調(diào)員總結(jié)道。
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