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, Google, Umělá inteligence, Věda, Výzkum, Roboti, Lego, Neuronová síť, Geometrie, Šálek, Lidský mozek, Vysoká chybovost, Základní princip, Malá část, Dukeova univerzita, Robotická ruka, Nová technologie, Systém, Nový způsob, Chirurg, Rozpoznávací systém, Obří databáze, Běžný život, Možný objekt, Rozpoznávání, Stavebnice Lego na Heureka.cz



Logická adventura Moss se v létě dočká pokračování. Opět ve virtuální realitě

Logická adventura Moss se v létě dočká pokračování. Opět ve virtuální realitě

Příběh myšáka Quilla byla jedna z prvních velkých her pro PlayStation VR. Jeho dobrodružství ale ještě nekončí.

Martin Nahodil
Moss Book IIDatum vydáníVirtuální realita
Fanoušci oživili multiplayer závodů Motorstorm. Možná přibydou i další hry

Fanoušci oživili multiplayer závodů Motorstorm. Možná přibydou i další hry

Kultovní závodní arkáda pro Playstation 3 dostává druhý dech.

Michal Maliarov
ZávodníPS3
Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

** Klinická studie zkoumala vliv antidepresiva fluvoxamin na covid-19 ** Počet úmrtí souvisejících s covidem-19 klesl zhruba o 90 % ** Potřeba intenzivní lékařské péče se snížila zhruba o 65 %

Karel Kilián
COVID-19LékyDepreseMedicína
Intel vrací úder. Procesory Intel Alder Lake překonávají AMD, ale konkurent to nevzdává

Intel vrací úder. Procesory Intel Alder Lake překonávají AMD, ale konkurent to nevzdává

Nová generace procesorů Intel Alder Lake dorazila na trh. Dvanáctá generace Intel Core je v mnohém revoluční a konečně přináší výkon, se kterým dokáže AMD Ryzeny překonat.

Jan Pánek
Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

** Lidstvo se připravuje na kolonizaci Měsíce ** Jednou ze základních surovin, bez nichž se na naší přirozené družici neobejdeme, je nepochybně kyslík ** Kde ho vzít?

Stanislav Mihulka
KolonizaceMěsícO2
Černobyl po 35 letech: Stále vypadá děsivě, elektřina se tu ale vyrábí dál

Černobyl po 35 letech: Stále vypadá děsivě, elektřina se tu ale vyrábí dál

** Uběhlo 35 let od tragické nehody v černobylské elektrárně ** Celá oblast je událostí stále silně poznamenaná ** Z Černobylu ale znovu teče elektřina – tentokrát solární

David Polesný
Elektrárna
Fortnite se chystá na zakončení druhé kapitoly. Epic si připravil jedinečnou událost

Fortnite se chystá na zakončení druhé kapitoly. Epic si připravil jedinečnou událost

S aktuální sezónou v oblíbeném battle royale Fortnite dojde i na zakončení celé druhé kapitoly. Příští týden hráče čeká velká událost The End.

Martin Nahodil
OznámeníFortnite
Apple si patentoval šílený iPhone. Je celý ze skla a má vysouvací komponenty

Apple si patentoval šílený iPhone. Je celý ze skla a má vysouvací komponenty

** Apple pustil fantazii na špacír a vymyslel celoskleněný mobil ** Na vizualizacích vypadá zajímavě, v praxi by byl asi hodně nepraktický ** Jde jen o další z konceptů, blízkou výrobu nečekejte

Martin Miksa
PrototypPatentiPhone