Kognitivní robotika - Cognitive robotics

Kognitivní robotika se zabývá vybavením robota inteligentním chováním tím, že mu poskytne architekturu zpracování, která mu to umožní Učit se a důvod, jak se chovat v reakci na složité cíle ve složitém světě. Kognitivní robotika může být považována za inženýrské odvětví ztělesněná kognitivní věda a ztělesněné vložené poznání.

Základní problémy

Zatímco tradiční přístupy kognitivního modelování předpokládají schémata symbolického kódování jako prostředek k zobrazování světa, převádění světa do těchto druhů symbolických reprezentací se ukázalo jako problematické, ne-li neudržitelné. Vnímání a akce a pojem symbolické znázornění jsou proto stěžejními problémy, které je třeba řešit v kognitivní robotice.

Výchozí bod

Kognitivní robotika pohlíží na poznávání zvířat jako na výchozí bod pro vývoj robotického zpracování informací, na rozdíl od tradičnějších Umělá inteligence techniky. Cílové robotické kognitivní schopnosti zahrnují zpracování vnímání, alokaci pozornosti, očekávání, plánování, komplexní motorická koordinace, uvažování o jiných agentech a možná dokonce o jejich vlastních duševních stavech. Robotické poznávání ztělesňuje chování inteligentní agenti ve fyzickém světě (nebo v případě simulované kognitivní robotiky virtuální svět). Nakonec musí být robot schopen jednat ve skutečném světě.

Techniky učení

Motor Babble

Hlavní článek: Motorické blábolení

Volala se předběžná technika učení robota motorické blábolení zahrnuje korelaci pseudonáhodných komplexních motorických pohybů robota s výslednou vizuální a / nebo sluchovou zpětnou vazbou, takže robot může začít očekávat vzor senzorické zpětné vazby daný vzorem výstupu motoru. Požadovanou senzorickou zpětnou vazbu lze poté použít k informování řídicího signálu motoru. To je považováno za analogické tomu, jak se dítě učí dosahovat předmětů nebo se učí vytvářet zvuky řeči. Například pro jednodušší robotické systémy inverzní kinematika lze proveditelně použít k transformaci očekávané zpětné vazby (požadovaný výsledek motoru) na výkon motoru, lze tento krok přeskočit.

Imitace

Jakmile robot dokáže koordinovat své motory tak, aby dosáhl požadovaného výsledku, je to technika učení napodobováním může být použit. Robot sleduje výkon jiného agenta a poté se ho snaží napodobit. Transformace imitací informací ze složité scény na požadovaný motorický výsledek pro robota je často výzvou. Všimněte si, že napodobování je forma kognitivního chování na vysoké úrovni a napodobování není nutně vyžadováno v základním modelu ztělesnění zvířecího poznání.

Získávání znalostí

Složitější přístup k učení je „autonomní získávání znalostí „: robot je ponechán, aby sám prozkoumával prostředí. Typicky se předpokládá systém cílů a přesvědčení.

Trochu směrovanějšího způsobu zkoumání lze dosáhnout pomocí algoritmů „zvědavosti“, jako je Inteligentní adaptivní zvědavost[1][2] nebo vnitřní motivace založená na kategorii.[3] Tyto algoritmy obvykle zahrnují rozdělení senzorického vstupu do konečného počtu kategorií a přiřazení nějakého predikčního systému (například Umělá neuronová síť ) ke každému. Predikční systém sleduje chyby ve svých předpovědích v průběhu času. Snížení chyby predikce se považuje za učení. Robot pak přednostně zkoumá kategorie, ve kterých se učí (nebo redukuje chybu predikce) nejrychleji.

Jiné architektury

Někteří vědci v kognitivní robotice se pokusili použít architektury jako (ACT-R a Soar (kognitivní architektura) ) jako základ jejich kognitivních robotických programů. Tyto vysoce modulární architektury zpracování symbolů byly použity k simulaci výkonu operátora a výkonu člověka při modelování zjednodušených a symbolizovaných laboratorních dat. Myšlenkou je rozšířit tyto architektury tak, aby zpracovávaly smyslový vstup v reálném světě, protože se tento vstup neustále odvíjí v čase. Je potřeba způsob, jak nějakým způsobem přeložit svět do souboru symbolů a jejich vztahů.

Dotazy

Některé ze základních otázek, které je třeba v kognitivní robotice ještě zodpovědět, jsou:

  • Kolik lidského programování by mělo nebo může být použito na podporu procesů učení?
  • Jak lze vyčíslit pokrok? Mezi přijaté způsoby patří odměna a trest. Jaký druh odměny a jaký druh trestu? U lidí by například při výuce dítěte byla odměnou bonbón nebo nějaké povzbuzení a trest může mít mnoho podob. Jaký je však efektivní způsob použití robotů?[Citace je zapotřebí ]

Knihy

Kniha Kognitivní robotika [4] podle Hooman Samani,[5] zaujímá multidisciplinární přístup k pokrytí různých aspektů kognitivní robotiky, jako je umělá inteligence, fyzikální, chemické, filozofické, psychologické, sociální, kulturní a etické aspekty.

Viz také

Reference

  1. ^ http://www.pyoudeyer.com/ims.pdf
  2. ^ http://www.pyoudeyer.com/oudeyer-kaplan-neurorobotics.pdf
  3. ^ http://science.slc.edu/~jmarshall/papers/cbim-epirob09.pdf
  4. ^ „Kognitivní robotika“. CRC Press. Citováno 2015-10-07.
  5. ^ "Hooman Samani". www.hoomansamani.com. Citováno 2015-10-07.

externí odkazy