Робототехника, основанная на поведении

Поведенческая робототехника ( BBR ) или поведенческая робототехника — это подход в робототехнике , который фокусируется на роботах, которые способны демонстрировать сложное поведение, несмотря на небольшое состояние внутренних переменных , для моделирования своего непосредственного окружения, в основном постепенно корректируя свои действия через сенсорно-моторные связи.

Принципы

Робототехника, основанная на поведении, отличается от традиционного искусственного интеллекта тем, что в качестве модели используются биологические системы. Классический искусственный интеллект обычно использует набор шагов для решения проблем. Он следует по пути, основанному на внутреннем представлении событий, по сравнению с подходом, основанным на поведении. Вместо того, чтобы использовать заранее заданные расчеты для решения ситуации, робототехника, основанная на поведении, полагается на адаптивность. Это достижение позволило робототехнике, основанной на поведении, стать обычным явлением в исследованиях и сборе данных.

Большинство систем, основанных на поведении, также являются реактивными , то есть им не нужно программировать, как выглядит стул или по какой поверхности движется робот. Вместо этого вся информация собирается с датчиков робота. Робот использует эту информацию, чтобы постепенно корректировать свои действия в соответствии с изменениями в непосредственной среде.

Роботы, основанные на поведении (BBR), обычно демонстрируют более биологические действия, чем их коллеги, требующие больших вычислительных ресурсов , которые очень осознанны в своих действиях. BBR часто делает ошибки, повторяет действия и выглядит сбитым с толку, но также может проявлять антропоморфное упорство. сравнивают BBR и насекомых Из-за этих действий часто . BBR иногда считают примером слабого искусственного интеллекта , хотя некоторые утверждают, что они являются моделями всего интеллекта.

Функции

Большинство роботов, основанных на поведении, запрограммированы с базовым набором функций, необходимых для их запуска. Им предоставляется поведенческий репертуар, позволяющий определять, какое поведение использовать и когда. Уклонение от препятствий и зарядка аккумулятора могут стать основой, которая поможет роботам учиться и добиваться успеха. Вместо того, чтобы строить модели мира, роботы, основанные на поведении, просто реагируют на окружающую среду и проблемы в этой среде. Для решения проблем они опираются на внутренние знания, извлеченные из своего прошлого опыта, в сочетании со своим базовым поведением.

История

Школа роботов, основанных на поведении, во многом обязана работе, предпринятой в 1980-х годах в Массачусетском технологическом институте Родни Бруксом , который вместе со студентами и коллегами построил серию колесных и ножных роботов, используя архитектуру подчинения . Статьи Брукса, часто написанные с беззаботными заголовками, такими как « Планирование — это всего лишь способ избежать выяснения того, что делать дальше », антропоморфные качества его роботов и относительно низкая стоимость разработки таких роботов популяризировали подход, основанный на поведении. .

Работа Брукса основывается – случайно или нет – на двух предшествующих вехах подхода, основанного на поведении. В 1950-х годах У. Грей Уолтер , английский учёный с опытом работы в области неврологических исследований, построил пару роботов на основе электронных ламп , которые были представлены на Британском фестивале 1951 года и которые имели простые, но эффективные системы управления, основанные на поведении.

Второй вехой стала Валентино Брайтенберга книга 1984 года « Транспортные средства – эксперименты в синтетической психологии » (MIT Press). Он описывает серию мысленных экспериментов, демонстрирующих, как простые проводные соединения сенсора и двигателя могут привести к некоторым сложным формам поведения, таким как страх и любовь.

Более поздняя работа над BBR ведется сообществом робототехники BEAM , которое основывалось на работе Марка Тилдена . Тилден был вдохновлен сокращением вычислительной мощности, необходимой для ходовых механизмов, в результате экспериментов Брукса (в которых использовался один микроконтроллер для каждой ноги), и еще больше снизил вычислительные требования до требований к логическим чипам, транзисторов на основе электронике и проектированию аналоговых схем .

Другое направление развития включает распространение робототехники, основанной на поведении, на команды, состоящие из нескольких роботов. Основное внимание в этой работе уделяется разработке простых общих механизмов, которые приводят к скоординированному групповому поведению, явно или неявно.

См. также

• Автономный робот
• Биологическая робототехника
• Воплощенная когнитивная наука
• Иерархическая система управления
• Люк Стилс
• Новый ИИ
• Расположенная робототехника

Дальнейшее чтение

• Джонс, Джозеф Л. (2004). Программирование роботов: практическое руководство по робототехнике, основанной на поведении . ISBN  978-0-07-142778-4 .
• Аркин, Рональд К. (1998). Робототехника, основанная на поведении . ISBN  9780262011655 .

Внешние ссылки

• Система обучения и координации поведения роботов Skilligent (коммерческий продукт)
• TAO (Think As One) — архитектура, основанная на поведении, для нескольких (и одиночных) роботов (коммерческий продукт)
• Поведение роботов BEAM (на BEAM Wiki)