Применение нейробиологии в создании зрения у роботов
Ученые попытались воспроизвести человеческие качества и способности, такие как детальное видение, пространственное восприятие и захват обьектов у роботов.
После трех лет интенсивной работы, члены организации EYESHOTS добились значительных успехов в управлении взаимодействием между зрением и движением, и в результате создали современную трехмерную зрительную систему синхронизированную с руками роботов, что позволит им наблюдать и быть в курсе их окружения, а также помнить содержание этих изображений для того, чтобы совершать соответствующие действия.
Для человекоподобного робота, чтобы успешно взаимодействовать с окружающей средой и совершенствоваться без контроля человеком, необходимо усовершенствовать эти базовые принципы взаимодействия, которые до сих не доработаны, говорит испанский исследователь Паскуаль Анхель, директор лаборатории роботизированного интеллекта университета Jaume I. Его команда сопоставила свои результаты с системой, построенной в университете Кастельон (Испания), состоящую из головы робота с подвижными глазами, интегрированными в туловище с руками на шарнирах.
Для того, чтобы построить компьютерные модели, команда начала исследование с применением знаний о животных и биологии человека и работала совместно с экспертами в области неврологии, психологии, робототехники и инжиниринга. Исследование началось с записи нейронов обезьян, задействованных в зрительно-моторной координации, так как воспприятие мира приматами похоже на то, как это делает человек.
Первой особенностью нашей зрительной системы, воспроизведенную искуственным образом, было саккадическое движение глаз, которое связано с динамическим изменением внимания. По словам доктора Побиля: «. Мы постоянно меняем точку зрения быстрыми движениями глаз, настолько быстро, что мы вряд ли осознаем это. Когда глаза двигаются, изображение размывается и мы не можем ясно видеть. Поэтому, мозг должен объединить фрагменты, как если это бы было мозаичной головоломкой, для создания впечатления непрерывной и четкой картинки нашего окружения «.
Используя нейронные данные, эксперты разработали компьютерные модели того участка мозга, который объединяет изображения с движениями обоих глаз и рук. Эта модель очень сильно отличается от той, которая обычно используется инженерами и специалистами в области робототехники. Консорциум EYESHOTS намеревается доказать, что когда мы делаем хватательное движение к объекту, нашему мозгу не приходится предварительно вычислять координаты.
Как объясняет испанский исследователь: «Правда в том, что последовательность гораздо проще. Наши глаза смотрят на точку и «говорят» нашим рукам, куда двигаться. Дети учатся этому постепенно, когда их мозг подключает нейроны». Эти механизмы обучения были смоделированы в EYESHOTS через нейронные сети, которые позволяют роботам обучаться, как смотреть, как создавать отображение окружающей обстановки и как сохранить соответствующие изображения и использовать свою память, чтобы достигнуть объектов, даже если они находятся не в прямой видимости.
«Наши результаты могут быть применены к любым человекоподобным роботам будущего, способным совершать движения своими глазами и сосредотачивать внимание на одной точке. Эти приоритетные вопросы являются основополагающими для правильной работы других механизмов», — отмечает исследователь.
EYESHOTS была профинансирована Европейским Союзом через программу Seventh Framework и координируется университетом Генуи (Италия).
