Berührung hilft uns in vielen verschiedenen Aspekten unseres menschlichen Strebens. Mit ihrer Hilfe können wir verschiedene Objekte aufnehmen, ohne sie fallen zu lassen oder zu zerbrechen, und selbst beim Gehen spielt es beispielsweise eine sehr wichtige Rolle. In der Robotik wird dieser Informationskanal mittlerweile fast nie genutzt - alle Daten zum Erscheinungsbild von Objekten werden durch Mechanismen mit Kameras ermittelt. Ein Team von Wissenschaftlern der Nationalen Universität von Singapur ( Nationale Universität von Singapur , NUS) hat beschlossen, diesen Mangel zu beheben - und durch den Prozessor Intel Loihi den soliden Erfolg erzielt.
Wissenschaftler von NUS nannten ihre Erfindung die Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES) - sie kann als experimentelles künstliches Nervensystem bezeichnet werden. ACES kann Berührungen 1000-mal schneller erkennen als sein Prototyp - das menschliche Nervensystem. Selbst bei Verwendung einer großen Anzahl von Sensoren benötigt der Komplex weniger als 60 Nanosekunden, um den physischen Kontakt zu lokalisieren. ASEC bestimmt die Form, Oberflächenstruktur und Härte eines sich berührenden Objekts in nur 10 Millisekunden, zehnmal schneller als ein Wimpernschlag.
Video des Singapore Researchers 'Experiment
Während der ersten Experimente trainierten die Forscher das System, um Braille zu verstehen. Sie konnten eine Genauigkeit von 92% erreichen und dabei 20-mal weniger Strom verbrauchen als ein Standard-von-Neumann-Prozessor. Darüber hinaus waren die Untersuchungsobjekte komplexere räumliche Objekte - Behälter, die mit unterschiedlichen Flüssigkeitsmengen gefüllt waren.
Während des Tests wurden die Signale von den Sensoren von einem neuromorphen Intel Loihi-Chip oder einer herkömmlichen GPU verarbeitet. Experimente haben gezeigt, dass die Verwendung von Berührungssensoren und eines neuronalen Spike-Netzwerks die Genauigkeit der Objekterkennung im Vergleich zu Videodaten um 10% erhöht. Ein Vergleich der Verarbeitungsgeräte ergab die folgenden Ergebnisse: Für diese Art von Last ist Loihi 21% produktiver als die Top-GPU und verbraucht 45-mal weniger Energie.
"Wir kennen die Zukunft, weil wir sie bauen." Ein kurzer Clip von Intel über die neuromorphe Forschung
Wir möchten daran erinnern, dass der Intel Loihi-Prozessor, dessen Architektur der Struktur des menschlichen Gehirns ähnelt, ein Chip ist, der mit einer 14-nm-Prozesstechnologie hergestellt wurde und 130.000 Neuronen und 130 Millionen Synapsen enthält. Dank seines speziellen Geräts zeigt Loihi sehr leistungsstarke Indikatoren für eine Reihe von Aufgaben (spärliche Codierungsalgorithmen, Suchdiagramme, Probleme mit der Zufriedenheit mit Einschränkungen und viele andere Aspekte aufgrund von KI-Problemen). Genau das, was Sie brauchen, um mit Berührungssensoren zu arbeiten.
ACES ist nicht der erste Roboter, der ein Upgrade mit Intel Loihi erkennt. Früher auf Habré wurde es bereits geschriebenüber ein gemeinsames Experiment von Forschern von Intel und der Cornell University, bei dem ein neuromorpher Prozessor zum Nachweis von Gerüchen verwendet wurde. Der Wert einer solchen Lösung ist ebenfalls schwer zu überschätzen: Die "künstliche Nase" ist sehr nützlich für den Nachweis toxischer Substanzen.
Was ACES betrifft, wird die Arbeit in dieser Richtung dazu beitragen, eine neue, intelligentere und energieeffizientere Generation von Transport- und Industrierobotern zu schaffen, die eine gute Vorstellung von der Umwelt haben, in verschiedenen normalen Situationen und Notfallsituationen leicht zu trainieren und vorhersehbar sind.