Technologie | Věda | Výzkum

Roboti už rozpoznají i předměty, které nikdy předtím neviděli

  • 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.

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:

Diskuze (1) Další článek: Před pěti lety skandál, dnes to zkouší znovu. Vodafone zastavil pomalý internet po dosažení FUP

Témata článku: Technologie, Věda, Google, Výzkum, Umělá inteligence, Roboti, Neuronová síť, Lego, Geometrie, Tradiční použití, Běžný život, Reálný čas, Malé dítě, Objekt, Optimalizovaný proces, Systém, Dukeova univerzita, Chybovost, Úspěšnost, Rozpoznávání, Robot, Dnešní systém, Robotická ruka, Nejlepší technologie, Robotický systém


Určitě si přečtěte

Je to dobré, cetky z AliExpressu budou nejspíše relativně levné i v roce 2021

Je to dobré, cetky z AliExpressu budou nejspíše relativně levné i v roce 2021

** V roce 2021 začneme platit DPH i u laciného zboží z asijských e-shopů ** Daň ale budeme většinou platit už na e-shopech ** Nemusíte se bát zdlouhavého a drahého celního řízení

Jakub Čížek | 74

Teachable Machine: Umělá inteligence za pět minut i bez doktorátu z ČVUT

Teachable Machine: Umělá inteligence za pět minut i bez doktorátu z ČVUT

** Pochopit techniky a principy A.I. je složité ** Ale nebojte, jde to i bez doktorátu z IT a matematiky ** Vyzkoušíme generátor neuronových sítí od Googlu

Jakub Čížek | 10

Za hranicemi Chromu: 13 nejzajímavějších prohlížečů, které „nikdo“ nepoužívá

Za hranicemi Chromu: 13 nejzajímavějších prohlížečů, které „nikdo“ nepoužívá

** Šesti nejpoužívanějším prohlížečům patří 94 % trhu ** Různé „klony“ Chromu slibují lepší funkce nebo jiný design ** Také Firefox má řadu zajímavých odnoží

Lukáš Václavík | 38

Vyrobíme si falešný Mac mini za tisícovku. Stačí Raspberry Pi a 3D tiskárna

Vyrobíme si falešný Mac mini za tisícovku. Stačí Raspberry Pi a 3D tiskárna

** Vyzkoušíme Raspberry Pi 4 s iRaspbianem ** Operační systém vypadá skoro jako macOS ** Vše strčíme do vlastní stylové krabice

Jakub Čížek | 30

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

** 22. května 1990 uvedl Microsoft Windows 3.0 ** Systém z Microsoftu definitivně udělal lídra na desktopu ** Tehdejší Windows byly vlastně grafickou nadstavbou nad MS-DOS

Jakub Čížek | 76

Deset kotev, které i v roce 2020 táhnou Android ke dnu

Deset kotev, které i v roce 2020 táhnou Android ke dnu

** Android existuje skoro 12 let a za tu dobu v mnoha směrech dospěl ** Dnes běží na sedmi z deseti telefonů, ale čemu za to vděčí? ** Našli jsme 10 kotev, které táhnou tento operační systém ke dnu

Karel Kilián | 165