x

Roboti už rozpoznají i předměty, které nikdy předtím neviděli

15.  7.  2017 | Karel Javůrek | 1

  • Vědci vymysleli novou technologii pro rozpoznávání objektů
  • Roboti dokážou zjistit, o jaký předmět nejspíše jde, i když nemají přesný nebo celý obraz
  • Systém rozpoznávání překonává dosavadní rekordy a je dle měření nejlepší na světě

Vědci z Dukeovy univerzity představili novou technologii pro rozpoznávání trojrozměrných objektů, která pomůže robotům a dalším systémům rozpoznat jakýkoli předmět, i když ho zatím neznají. Může jít o předmět, který se liší od toho, který je v paměti (databázi), případně vidí jen část objektu a z toho správně usoudí, o jaký předmět jde a jaké má další vlastnosti.

Dnešní systémy umělé inteligence umožňují robotům poradit si se vším možným, ale trojrozměrné objekty patří stále mezi velmi náročné oblasti. I když není problém robota naučit práci s danými předměty v prostoru, třeba v rámci robotické ruky a manipulace, reálný svět v podobě běžného života je mnohem složitější.

Robotické paže od Googlu se učí sbírat věci jako člověk Robotické paže od Googlu se učí sbírat věci jako člověk

Člověk se nesetkává s jedním druhem hrníčku, postele, misky, sedačky a podobně. A ani malé dítě nemá problém s použitím nové misky se zcela jiným tvarem či velikostí, i když takový druh misky nikdy nevidělo. Náš mozek a neuronová síť se dokáže v reálném čase přizpůsobit a správně předpokládat vlastnosti i geometrii objektu, aniž bychom se s ním někdy setkali. Automaticky ho řadíme do určitých skupin s určitými předpokládanými vlastnostmi.

A právě na tuto vlastnost se vědci zaměřili při vývoji nové technologie, která najde uplatnění hlavně v robotických a rozpoznávacích systémech pro trojrozměrné prostředí a 3D objekty.

Předpokládané vlastnosti

Nová technologie se v základním principu zabývá klasifikací trojrozměrných objektů a dopočítáváním jejich geometrie v prostoru. Jak už bylo zmíněno, nejde totiž jen o to, rozpoznat neznámý předmět, ale také předpovědět jeho vlastnosti, i když lze vidět či jinak detekovat jen jeho část.

Místo tradičního použití hlubokých neuronových sítí, které se rovněž učí z 3D modelů, ale mají problém jak se škálováním velikostí, tak i úspěšností detekce vůbec, tento systém (BEO – Bayesian Eigenobjects) používá rozložení objektů na menší částí - podobně jako u kostiček LEGA, ale jde o voxely. Dle toho nejen rozpoznává s dostupnou databází modelů, ale i dopočítává nedostupnou zbývající geometrii objektu.

Zjednodušeně řečeno dokáže stejně jako člověk, který vidí obrácený předmět na podtácku (šálek na čaj či kávu), předpokládat že jde o hrníček, který je s největší pravděpodobností uvnitř dutý a má někde na straně ucho, za které ho lze uchopit (i když ho v záběru nevidí). Pro lidi a lidský mozek je takový systém předpovídání a dopočítávání geometrie objektů takřka neustálým a tím pádem skvěle optimalizovaným procesem a roboti ho budou muset umět také.

Rychlejší a přesnější rozpoznávání

Vědci se chlubí tím, že nová technologie je nejen rychlejší v rozpoznávání než ty nejlepší technologie postavené na hlubokých neuronových sítí, ale je také přesnější. Chybovost byla dle měření kolem 25 %, zatímco jiné systémy se potýkají s vysokou chybovostí asi 50 %.

Systém byl přitom vytrénovaný pomocí čtyř tisíc různých domácích předmětů (stoly, židle, sedačky, záchody, noční stolky, monitory a podobně) a výsledný algoritmus s databází musel detekovat 908 dosud neviděných předmětů této kategorie z výšky.

Vzhledem k tomu, že nelze dostat do nějaké obří databáze všechny možné objekty na světě a ve všech možných variantách, je tato technologie kritická pro budoucí robotické systémy všeho druhu. A nemusí jít zrovna o vědeckofantastickou představu robota, který se vám bude starat o domácnost, ale třeba i o robotického chirurga, kterého nezaskočí pokaždé trochu jiné srdce, se kterým si bude muset poradit. Technologie by mohla najít uplatnění i v systémem aut bez řidiče, kde je rychlost rozpoznávání velmi důležitá.

I když se prezentovaný přístup rozpoznávání neznámých objektů ukázal jako mnohem efektivnější než dosavadní systémy na bázi hlubokých neuronových sítí, lze předpokládat, že ideálem bude do budoucna jakýsi hybrid, který si bude z obou přístupů brát to nejlepší.

Kompletní materiál k výzkumu si můžete stáhnout v PDF.

Podívejte se na systém z výzkumu Googlu, který použil robotickou ruku k rozpoznávání a třídění předmětů:

Další článek »

Diskuze
1 příspěvek
Témata článku: Technologie, Google, Věda, Umělá inteligence, Roboti, Neuronová síť, Výzkum, Lego, Geometrie, Systém, Nový způsob, Základní princip, Nová technologie, Malá část, Reálný čas, Lidský mozek, Rozpoznávání, Robot, Možná varianta, Běžný život, Dnešní systém, Malé dítě, Možný objekt, Největší pravděpodobnost, Noční stolek
Sdílet článek
Další mobilní weby