Леонардо (робот) - Википедия - Leonardo (robot)

Тело Леонардо от Stan Winston Studios

Леонардо 2,5 фута социальный робот, первый[1] создан Группой персональных роботов Массачусетский Институт Технологий. Его разработку приписывают Синтия Бризил. Тело Стэн Уинстон Студии, лидеры аниматроники.[2] Его кузов был завершен в 2002 году.[3] Это был самый сложный робот, который студия когда-либо пыталась создать по состоянию на 2001 год.[4] Среди других участников проекта NevenVision, Inc., Toyota, NASA Космический центр Линдона Б. Джонсона, и Исследовательская лаборатория ВМФ. Он был создан для облегчения изучения взаимодействие человека и робота и сотрудничество. А DARPA Грант на программное обеспечение для мобильных автономных роботов (MARS), Управление военно-морских исследований Грант Программы молодых исследователей, Цифровая жизнь, и Вещи, которые думают консорциумы частично профинансировали проект. В MIT Media Lab Robotic Life Group, которая также училась Робонавт 1, намеревались создать более совершенного социального робота в Леонардо. Они дали Леонардо другую систему визуального отслеживания и программы, основанные на детской психологии, которые, как они надеются, улучшат сотрудничество человека и робота. Одна из целей проекта заключалась в том, чтобы дать неподготовленным людям возможность взаимодействовать с роботом и обучать его гораздо быстрее, с меньшим количеством повторений. Леонардо получил место в Wired Magazine’s 50 лучших роботов в 2006 году.[3]

Строительство

В небольшом пространстве тела робота находится около шестидесяти двигателей, которые делают возможным выразительное движение робота. Группа Personal Robot Group разработала системы управления двигателем (с 8-осевым и 16-осевым блоком управления), которые они использовали для Леонардо. Леонардо не похож ни на одно настоящее существо, но вместо этого имеет вид фантастического существа.[нужна цитата ]. Его лицо было задумано, чтобы быть выразительным и коммуникативным, поскольку это социальный робот. Причудливый, целенаправленно молодой взгляд должен побуждать людей взаимодействовать с ним так же, как с ребенком или домашним животным.[4]

Камера, установленная в правом глазу робота, фиксирует лица. Система отслеживания черт лица, разработанная корпорацией Neven Vision, изолирует лица от снимков. Буфер до 200 изображений лица используется для создания модели человека всякий раз, когда он представляет себя с помощью речи. Кроме того, Леонардо может отслеживать объекты и лица визуально, используя набор детекторов визуальных функций, которые включают цвет, оттенок кожи, форму и движение.[5]

Группа планирует, что у Леонардо будет кожа, способная определять температуру, близость и давление. Для этого они экспериментируют с силовые резисторы и композиты с квантовым туннелированием. Датчики покрыты слоем силикона, который используется в эффектах макияжа для сохранения эстетики робота.[6]

Цель

Целью создания Леонардо было создание социального робота. Его двигатели, датчики и камеры позволяют имитировать человеческое выражение, взаимодействовать с ограниченными объектами и отслеживать объекты. Это помогает людям более привычно реагировать на роботов. Благодаря этой реакции люди могут взаимодействовать с роботом более естественным образом. Программирование Леонардо сочетается с психологической теорией, так что он учится более естественно, взаимодействует более естественно и более естественно взаимодействует с людьми.

Учусь

Леонардо учится через пространственные леса. Один из способов обучения учителя - это расположить рядом с учеником предметы, которые, по их мнению, ученик будет использовать. Эту же технику, пространственные леса, можно использовать с Леонардо, которого учат строить парусную лодку из виртуальных блоков, используя только красные и синие блоки. Каждый раз, когда он пытается использовать зеленый блок, учитель убирает «запрещенный» цвет и перемещает красный и синий блоки в пространство робота. Таким образом, Леонардо учится строить лодку, используя только красные и синие блоки.[7]

Леонардо также может отслеживать, на что смотрит человек. Это позволяет роботу взаимодействовать с человеком и объектами в окружающей среде. Естественно, люди будут следовать указательному жесту и / или взгляду и понимать, что то, на что указывают или на что смотрят, является объектом, который интересует другого человека и который собирается обсудить или что-то сделать. Группа персональных роботов использовала способность отслеживания Леонардо и запрограммировала робота так, чтобы он мог вести себя как человек, обращая свой взгляд на объект, на который человек обращает внимание. Один из способов, которым Леонардо, кажется, демонстрирует более естественное поведение, - это совпадение взглядов человека.[8] Такое разделение внимания - один из способов, позволяющих роботу учиться у человека. Выражения лица робота, способность дать обратную связь о его «понимании» также очень важны.

Еще один способ обучения Льва - мимикрия. Так же, как младенцы учатся понимать свой мир и управлять им, помогает социальному роботу. Подражая человеческим мимикам и движениям тела, Лев может отличать себя от других. Эта способность важна для людей, когда они смотрят друг на друга, и то же самое для социальных роботов. Способность понимать, что «другие» не обладают такими же знаниями, как он, позволяет роботу более точно видеть окружающую среду и принимать более обоснованные решения, основанные на его программировании того, что делать в данной ситуации. Это также позволяет роботу различать намерения человека и его действительные действия, поскольку люди не точны. Это позволит человеку без специальной подготовки обучать робота.[7]

Леонардо может исследовать самостоятельно, в дополнение к обучению с человеком, что экономит время и является ключевым фактором успеха личного робота. Он должен уметь быстро учиться, используя механизмы, которые люди уже используют (например, пространственные леса, совместное внимание, мимикрия и взгляд на перспективу). Также не может потребоваться много времени. И, наконец, взаимодействие должно доставлять удовольствие, поэтому эстетика и экспрессия так важны. Все это важные шаги по доставке робота в дом.

Взаимодействие

Общее внимание и взгляд на перспективу - это два механизма, к которым у Леонардо есть доступ, которые помогают ему естественным образом взаимодействовать с людьми. Леонардо также может добиться чего-то вроде сочувствие однако, исследуя данные, которые он получает от имитации человеческих выражений лица, языка тела и речи. Точно так же люди могут понять, что другие люди могут чувствовать, основываясь на тех же данных. Леонардо был запрограммирован в соответствии с правилами теории моделирования, что позволяет ему проявлять что-то вроде сочувствия.[9] Таким образом, социальное взаимодействие с Леонардо кажется более человеческим, что повышает вероятность того, что люди смогут работать с роботом в команде.

Сотрудничество

Леонардо может работать вместе с человеком, чтобы решить общую проблему, насколько позволяет его тело. Он более эффективно работает плечом к плечу с человеком из-за теории умственной работы, сочетающейся с его программированием. В задаче, где один человек хочет печенье, а другой взломщик из двух запертых мест, и один из них поменял местоположение, Леонардо может наблюдать, как первый человек пытается добраться туда, где, по его мнению, находятся файлы cookie, и открывает коробку с файлами cookie, помогая ему достичь его цель. Все социальные навыки Леонардо работают вместе, поэтому он может работать вместе с людьми. Когда человек просит его выполнить задачу, он может указать, что он знает или не знает, и что он может и что не может делать. Общаясь с помощью мимики и жестов, а также воспринимая выражения, жесты и речь, робот может работать как часть команды.[10]

Авторы

  • Профессор Синтия Бризил
  • Стэн Уинстон
  • Линдси Макгоуэн (ведущий исполнитель)
  • Ричард Лэндон (технический руководитель)
  • Команда Stan Winston Studios
    • Джон Доу
    • Тревор Хенсли
    • Мэтт Хеймлих
    • Аль-Соуза
    • Кэти Макгоуэн
    • Майкл Орнеалес
    • Эми Ветсел
    • Джо Ридер
    • Грейди Холдер
    • Роб Рамсделл
    • Джон Черевка
    • Родрик Хачатурян
    • Курт Хербель
    • Рич Хауген
    • Кейт Марборри
    • Аннабель Трукенс
  • Фардад Фариди (аниматор)
  • Аспирантов
    • Мэтт Берлин
    • Эндрю «Зоз» Брукс
    • Джесси Грей
    • Гай Хоффман
    • Джефф Либерман
    • Андреа Локерд Томаз
    • Дэн Штиль
  • Мэтт Хэнчер (выпускники)
  • Ханс Ли (выпускники)

Смотрите также

Библиография

Рекомендации

  1. ^ «Пушистые роботы, складные машины и другие инновации от медиа-лаборатории Массачусетского технологического института». PBS. 2011-05-20.
  2. ^ "Домашняя страница проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2012-02-14. Получено 2012-02-27.
  3. ^ а б Роберт Кэппс (январь 2006 г.). "50 лучших роботов всех времен". Проводной журнал.
  4. ^ а б "Основная страница проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2012-03-24. Получено 2012-02-27.
  5. ^ "Страница видения проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2012-03-24. Получено 2012-02-27.
  6. ^ "Страница обложек проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2008-03-02. Получено 2012-02-27.
  7. ^ а б "Страница социального обучения проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2012-03-24. Получено 2012-02-27.
  8. ^ Эндрю Брукс и Синтия Бризил (2006). «Работа с роботами и объектами: пересмотр дейктической ссылки для достижения пространственной точки соприкосновения». Солт-Лейк-Сити: взаимодействие человека и робота. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  9. ^ "Страница социального познания проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2012-03-24. Получено 2012-02-27.
  10. ^ "Страница совместной работы проекта Леонардо". Группа персональных роботов MIT Media Lab. Архивировано из оригинал на 2012-03-24. Получено 2012-02-27.

дальнейшее чтение

  • Брукс, Эндрю; Синтия Бризил (2006). «Работа с роботами и объектами: пересмотр дейктической ссылки для достижения пространственной точки соприкосновения». Взаимодействие человека с роботом.
  • Бризил, Синтия; Мэтт Берлин; Эндрю Брукс; Джесси Грей; Андреа Томаз (2006). «Использование перспективы, чтобы учиться на неоднозначных демонстрациях». Робототехника и автономные системы: 385–393. Дои:10.1016 / j.robot.2006.02.004.
  • Бризил, Синтия; Кори Кидд; Андреа Томаз; Гай Хоффман; Мэтт Берлин. «Влияние невербальной коммуникации на эффективность и надежность совместной работы человека и робота». MIT Media Lab.
  • Штиль, Вальтер Дэн (2005). Чувствительная кожа и соматическая обработка для эффективных и общительных роботов на основе подхода соматического алфавита. Массачусетский Институт Технологий.

внешняя ссылка