1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10/10 10,00оценок: 4

Универсальный робот Robosonic RS

Тема в разделе "Умный дом", создана пользователем Patison, 26.12.14.

  1. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Универсальный робот Robosonic RS
    С 2007 года я строю свой дом. Зимую в нем вторую зиму. Дом все еще строю. Много чего понаделал, но сделать нужно еще больше. Среди прочего хочу разработать и создать универсального хозяйственного робота - помощника по домашнему хозяйству. Вот об этом и будет, если позволят жизненные обстоятельства, рассказ в данной теме форума.

    Искусственным интеллектом я "заболел" еще мальчишкой, в далеком 1974 году, когда я был пионером. Много лет прорабатывал теорию онтологичекого моделирования мира в "мозгу" робота. С 2000 года примерно начал разрабатывать собственно программный движок такой системы.

    Ну хватит предисловий. Приступим к делу. Никому сейчас не нужны разговоры, о том как будет все прекрасно. Всем нужна демонстрация действующего прототипа. Чтобы быть предельно конкретным, начну с наиболее простой (а на самом деле довольно непростой) версии робота, состоящего из зрительной системы и одной руки. А затем, если получу удовлетворительные результаты, перейду к следующей, расширенной версии робота.

    Итак, сформулирую первоначальное ТЗ для робота Robosonic RS A. Т. е. робота версии A.
    1. Назначение робота: Сортировка мелких предметов на рабочей поверхности. Мелкими предметами могут быть гвоздики, шурупы, шайбы, гайки, болты-винты, различные виды зерен, семена, а также всевозможные детальки и предметы, которые робот ранее может никогда не знать и не видеть. Сортировку робот должен производить в разные кучки или заранее установленные контейнеры.
    2. Механическая конструкция робота:
    2.1. Рука произвольной конструкции с электрическим приводом, захват или набор различных самосменямых захватов и насадок. Рука должна быть оснащена некоторыми сенсорами, состав которых я уточню позже.
    2.2. Голова со зрительной системой, имеющая собственные электромеханические приводы.
    2.3. Блок управления.
    Далее я буду описывать ход разработки, описание поставленных экспериментов и полученные результаты.
     
    Patison , 26.12.14
    #1 + Цитировать
  2. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Начну проектирование с самого важного и сложного узла - системы зрения робота. А точнее, начну разработку модуля монокулярного зрения (ММЗ). Проще говоря, разработаю один глаз робота.
    Для него также составлю простенькое ТЗ.
    1. Назначение. Преобразование полученного цветного изображения наблюдаемой сцены в поток особым образом сжатых данных, описывающих сцену в красном, зеленом, синем и яркостном каналах.
    2. Механическая конструкция:
    2.1. Герметичный автономный модуль, включающий в себя:
    2.1.1. Электронная плата микропроцессорного контроллера.
    2.1.2. Оптический сенсор.
    2.1.3. Электромеханические приводы фокусировки, диафрагмы, механической заслонки ("веко").
    2.1.4. Регулируемый по яркости и спектральному составу светильник подсветки.
    2.2. Внешний блок питания.
    2.3. Компрессор с фильтром для создания избыточного атмосферного давления внутри корпуса ММЗ.
    3. Канал связи: RS 422. Это четырехпроводный аналог обычного RS-232 с оптической развязкой. Это позволит существенно увеличить помехоустойчивость канала связи.
    4. Входные сигналы:
    4.1. Управление всеми приводами.
    4.2. Управляющий сигнал обратной связи процессору обработки изображения.
    5. Выходные сигналы:
    5.1. Статус ММЗ.
    5.2. Сжатые данные кадра изображения.
    Прошу обратить внимание, что вся информация включая видео должна передаваться по довольно медленному каналу связи. Поэтому компрессия данных должна быть достаточно высокой для возможности работы системы в режиме реального времени.
     
    Patison , 26.12.14
    #2 + Цитировать
  3. Denver_24
    Регистрация:
    22.10.08
    Сообщения:
    135
    Благодарности:
    75

    Denver_24

    Живу здесь

    Denver_24

    Живу здесь

    Регистрация:
    22.10.08
    Сообщения:
    135
    Благодарности:
    75
    Адрес:
    Москва
    Доброе время суток.

    Извините, что влезаю в Ваш монолог. Подозреваю, что пока что "железо" Вашего питомца находится в некотором предварительном состоянии, так что...
    Несколько лет тому смотрел какой-то научно-популяризационный фильм о разработке роботов, с "железом" у разработчиков особых проблем нет, отдельные вещи производятся серийно ("руки", источники питания), основные проблемы с "железом", которое обрабатывает информацию. С "цифрой" интеллект получается или слишком грубым, или слишком медленным, так что отлично помню интервью (в этом фильме), как светящийся от радости профессор рассказывал про успешное применение где-то завалявшихся аналоговых микросхем - "паучки" с этими микросхемами получились и точными, и быстрыми...
    Я так понимаю, за последние годы частота процессоров, шин и памяти не сильно увеличилась, так что, вдруг и вправду аналоговая электроника выручит. В природе-то "цифра" настолько мелкодискретная ("пиксели" и "процессоры" размером с клетку), что напоминает аналог с чистейшими линиями связи...

    Да, извините... Боюсь, с поддержкой тут будет туговато, по крайней мере, в части ПО и "мозгов", по ходовке-то и с питанием помогут радостно. Тут больше "прикладные" люди обитают, за помощью по "мозгам" придётся другие площадки искать...

    http://masterkit.ru/ - "Мастер Кит", была у этой конторы в продаже сборная рука-манипулятор, типа детского конструктора. Сейчас в их каталоге найти не могу - сайт тяжёлый, а моя связь тормозит дико...

    Короче, терпения и средств на промежуточные макеты. Успехов.

    С уважением, Денис.
     
    Denver_24 , 27.12.14
    #3 + Цитировать
  4. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Большое спасибо, Денис, за поддержку. Вы удивитесь, если узнаете, что и на форумах, посвященных искусственному интеллекту я с 2005 года никакой поддержки не нашел. Смысл моего повествования здесь - поделиться результатами моей работы, если они будут получены. Кроме того, обычный здравый рассудок форумчан никогда лишним не будет. Я приму любые советы и помощь, если кто-то захочет их оказать.
    Железо я кое-какое делал и ранее. Вот результаты 2009 года:
    Есть результаты и в программной части.
     
    Patison , 27.12.14
    #4 + Цитировать
  5. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Хочу уточнить, что предполагаю 5 этапов разработки робота:
    1. Разработка зрительной подсистемы, основанная на заранее созданных комплектах тестовых фото.
    2. Стенд зрительной подсистемы в виде стереопары обычных вебкамер, подключенных к компьютеру по USB.
    3. Стенд рука - стереокамеры с обычными модельными сервоприводами.
    4. Стенд, максимально приближенный к опытному образцу по отдельным узлам.
    5. Опытный образец робота.
    Предполагаю разрабатывать некоторые узлы параллельно для различных этапов, если нет зависимости от результатов разработки предыдущих этопов.
     
    Patison , 28.12.14
    #5 + Цитировать
  6. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Я предполагаю, что ММЗ (модуль монокулярного зрения) не должен заниматься никаким распознаванием сложных образов. Попытаюсь сформулировать его функции.
    1. Автономные функции. Сюда входят автофокусировка, балансиовка яркости получаемого изображения и т. д.
    2. Функции обработки изображения для передачи другим модулям.
    ММЗ не должен выделять линий, окружностей, углов и т. д. Его задачей является представление в более простом виде переходов между пикселами поля зрения камеры. Причем выходное разрешение изображения будет существенно меньше исходного. Однако за счет задания положения поля внимания на исходном изображении и его размеров ММЗ будет передавать только самую необходимую информацию.
    Отдельно нужно продумать возможность детектирования движения в поле камеры. Иначе может получиться ситуация, когда при малом поле внимания что-то важное может выпасть из наблюдения. Например, что-то угрожающее и опасное.
     
    Patison , 29.12.14
    #6 + Цитировать
  7. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Вот мои эксперименты 2011 года с изображениями. Есть и работы со стереопарами.
     
    Patison , 30.12.14
    #7 + Цитировать
  8. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    В основе деятельности моего робота, как я писал выше, лежит онтологическая модель мира. Но это - не просто какая-то структура в памяти робота. Все основано на мною названном и разрабатываемом программном движке - Мегатронной Сети (МС). Особенность этой сети в том, что не только все знания о мире и о себе робот хранит в иерархической базе знаний, но он также берет алгоритмы своего поведения из этой же онтологии, а также записывает туда все-все-все, включая свой опыт, новые алгоритмы поведения. Т. о. МС - это нечто всегда изменяющееся. МС состоит из собственно онтологической базы знаний, средств доступа к ней, рабочей памяти, в которой циркулируют текущие активированные знания, а также механизма логичексого вывода.
     
    Patison , 03.01.15
    #8 + Цитировать
  9. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Вот еще один промежуточный результат моей деятельности по созданию автономных роботов, оснащенных зрительной подсистемой и принимающих решения на основе этой зрительной системы. Закадровый голос - синтезатор, так что уж извините за качество речи.
     
    Patison , 05.01.15
    #9 + Цитировать
  10. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Вчера я получил первый простейший промежуточный результат - моя мегатронная сеть начала работать. Пока, правда, ее движок, основанный на продукционных правилах. Движок этот я очень много раз начинал делать, но затем переделывал. Сейчас он вроде бы такой какой мне нужен. Главные его особенности - он работает с большим числом добавляемых или удаляемых фактов. Обычные такие движки при большой нагрузке резко замедляются и начинают расходовать огромное количество памяти. Вторая особенность - это то, что можно легко добавлять и удалять сами эти правила, тем самым меняя поведение программной системы. Еще одна особенность - способность такого движка работать в системах реального времени и во встраиваемых системах, например, различных небольших контроллерах включая 8 битные.
    Но все написанное выше - частично пока что мои предположения, которые основаны на экстраполяции полученных результатов. Сейчас я занимаюсь усовершенствованием движка продукционных правил, расширением его возможностей. Одновременно пишу и провожу тесты. Результаты буду выкладывать здесь. Тем самым будут подтверждены или опровергнуты мои предположения.
     
    Patison , 19.01.15
    #10 + Цитировать
  11. Robomow
    Регистрация:
    12.04.13
    Сообщения:
    176
    Благодарности:
    68

    Robomow

    Живу здесь

    Robomow

    Живу здесь

    Регистрация:
    12.04.13
    Сообщения:
    176
    Благодарности:
    68
    Адрес:
    Москва
    Все давно уже придумано робот 3 в одном убирает бассейн, косит траву, пылесосит дом :)

    http://geektimes.ru/post/217833/
    Доброго времени суток! Здесь уже были статьи про роботов, которые могут поддерживать ваш газон в хорошем состоянии — роботы-газонокосилки. Также много было постов и о робопылесосах, и даже о таких агрегатах, которым можно доверить чистку бассейна. Недавно совершенно случайно наткнулся на видео от довольно известного производителя подобной техники Robomow. Изобретением Израильских инженеров стал робот три в одном, робот, впервые совместивший в себе три функции: пылесос, газонокосилка и чистильщик бассейна! Видимо создателям пришлось немало потрудиться, создавая свою чудо-машину. Видео прилагается.

     
    Robomow , 12.02.15
    #11 + Цитировать
  12. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Это всего лишь презентация. Вот когда пользователи дадут отзывы о практике применения Robomow, тогда можно будет делать выводы.

    А вам не кажется, что Robomow - это нечто совсем другое? Я делаю робота, который, обладая рукой и глазами а позже и 2 руками сможет выполнять заранее не определенные конструкторами робота операции.
    Сейчас я занят разработкой иерархических воображателей робота. Без фантазии, моделирования прошлого, настоящего и будущего планирование любых своих движений невозможно качественно сделать без таких воображателей. Но т. к. процессы разработки, тестирования трудоемки, нет результатов, поэтому я и не могу предьявить что-то в виде презентации.
    Параллельно я с моим компаньоном разрабатываем и делаем собственно самого робота. Как только что-то будет можно показать, непременно это сделаю.
     
    Patison , 13.02.15
    #12 + Цитировать
  13. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Вот некоторые фотографии, полученные в процессе изготовления робота Robosonic RS A:

    0000.jpg 0001.jpg 0002.jpg 0003.jpg 0004.jpg 0007.jpg 0008.jpg 0009.jpg
    Продолжается разработка и изготовление механической конструкции небольшого настольного варианта этого типа роботов. Его основные задачи - отработка программных алгоритмов на небольшой сцене с мелкими предметами. Еще будет добавлен узел стереозрения.
     
    Patison , 18.02.15
    #13 + Цитировать
  14. Командир
    Регистрация:
    23.09.11
    Сообщения:
    388
    Благодарности:
    1.765

    Командир

    Живу здесь

    Командир

    Живу здесь

    Регистрация:
    23.09.11
    Сообщения:
    388
    Благодарности:
    1.765
    Адрес:
    Ростовская на Дону область городок Зерноград
    Любопытно! Даже очень! Хотя как я понял Вы изобретаете велосипед, японцы в этом вопросе давно уже создали автономных роботов, причем уже на уровне искуственного интеллекта. В силу своей специфики, знаю об успешном применении военных роботов в Израиле. Которые уже практически имеют успешный боевой опыт. Но все равно удачи!
     
    Командир , 18.02.15
    #14 + Цитировать
  15. Patison
    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150

    Patison

    Живу здесь

    Patison

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.08.10
    Сообщения:
    379
    Благодарности:
    1.150
    Адрес:
    Омск
    Покажите мне робота, промышленного или экспериментального, который бы без всякого предварительного обучения или другого способа предварительного внесения информации о реальной сцене и предметах в ней смог бы выполнить полезную работу, такую, например, как сортировка винтиков, семян и т. д. Мой робот должен с помощью самообучения и декларативного программирования (указания пользователем заданных целей) на этапе постановки задачи, в дальнейшем должен самостоятельно планировать свою текущую деятельность, выполняя глобальные задачи пользователя.
    Навести перекрестье на цель и запустить по ней ракету проще, чем слаженная полезная работа рук и глаз. Насколько мне известно, именно это сделало людей "человеками". В этом и состоит особенность моей разработки. Я делаю созидательного робота, а не разрушительного. Чувствуете великую разницу?
     
    Patison , 18.02.15
    #15 + Цитировать