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绪论

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课程介绍

简单的假设:感知和运动是智能的标志

经验性质的 Engeneering,从工程实践中得出

答辩思路:问题,解决方法,发展趋势

参考期刊和会议论文:

  • AI
  • NeurIPS, ICML, ICLR, CVPR, ICCV, ECCV, AAAI, IJCAI
  • TPAMI, JMLR, IJCV
  • Nature Machine Intelligence
  • 机器人领域
  • ICRA, IROS, ACC, CDC
  • TRO, IJRR, Soft Robotics
  • Science Robotics
  • 其他
  • SIGGraph, SIG CHI

概况

感知受到结构、能量、环境干扰限制,感知和运动控制的循环需要实时完成。

Motivation -> Action (behavior shaping) -> Reward -> Motivation

  • 强化学习:从环境中输入,预测环境交互,反馈
  • 监督学习:环境输入 + 标签

强化学习 Sim-to-Real:在仿真环境中训练,训练结果导入机器人

视觉语言模型:视觉模型和语言描述在向量空间中的矩阵相同。在统一的特征空间,用自然语言指令控制。

Counterfactuals:反事实推理,和决策的下一步相反的结果,帮助评估决策的反馈

机器人系统分为三大部分:机械部分,传感部分,控制部分
传感(感知系统) -> 控制 (人机交互,控制) -> 机械(驱动,机械系统) -> 机器人-环境交互系统 -> 传感

(时间是单向的函数。Attention 是智能的一部分。)

应用举例

动物机器人:

在动物上植入电极解码肌肉、神经信号,进行侦查、勘探
将昆虫嗅觉神经植入电极,通过机器学习对神经信号识别分类

蟑螂机器人:利用腹部柔性电极刺激昆虫的触角或特定肌肉,控制昆虫的运动
制造:通过视觉引导机械部操作定制双极电极
避障:搭建WI-FI和蓝牙网络,机载单目摄像头探测、避障

蝗虫机器人:通过共同控制收缩后腿肌肉,实现蝗虫机器人的跳跃功能
动捕系统测量跳跃的参数

自主移动机器人(AMR):

制造与物流:适应非结构化环境

Avatar系统:捕获人的动作传递给远端机器人,感知远端系统的信息

四足机器人躯干:刚性带有旋转关节,带有弹簧,柔性材料
腿:膝弯曲向前进方向,爬坡;肘弯曲向前进反方向,稳定性强
复杂离散地形上的高速控制和导航,每个动作周期短
混合神经网络

蛇形机器人:

多节串联或连续体,冗余自由度高

水下机器人:

ROV,AUV,仿生

飞行机器人:

扑翼,固定翼,多旋翼
高光谱传感器,分析土地成分
传感器体积小,飞行姿态控制