Маргарита Чли
Маргарита Чли | |
---|---|
Национальность | греческий |
Альма-матер | Кембриджский университет Имперский колледж Лондона |
Известный | Инновационные автономные летательные аппараты |
Награды | Премия Зонта 2017 г., спикер Всемирного экономического форума в Давосе 2017 г., 25 женщин в робототехнике, о которых вам нужно знать |
Научная карьера | |
Поля | Робототехника и компьютерное зрение |
Учреждения | ETH Цюрих |
Маргарита Чли [1] — доцент и руководитель лаборатории Vision for Robotics в ETH Zürich , Швейцария. Чли является лидером в области компьютерного зрения и робототехники и входил в команду исследователей, разрабатывавших первый полностью автономный вертолет со встроенной системой локализации и картографирования. Чли также является заместителем директора Института робототехники и интеллектуальных систем и почетным членом Эдинбургского университета в Соединенном Королевстве. В настоящее время ее исследования сосредоточены на развитии зрительного восприятия и интеллекта в летающих автономных роботизированных системах.
Ранняя жизнь и образование
[ редактировать ]Чли выросла на Кипре и в Греции. [2] Она получила степень бакалавра в Кембриджском университете в Великобритании. [2] Она изучала информационную и компьютерную инженерию в Тринити-колледже. [2] Получив степень бакалавра, она продолжила обучение в Тринити, чтобы получить степень магистра инженерных наук. [2]
В 2006 году Чли продолжила свою аспирантуру в Имперском колледже Лондона под руководством Эндрю Дэвисона. [3] Она работала в группе Robot Vision, где работала над разработкой новых способов манипулирования данными для обеспечения эффективной автономной навигации мобильных устройств. [4] Поскольку методы, основанные на зрении, являются ключом к обеспечению автономной навигации, Чли попытался решить проблемы, связанные с сохранением точности при достижении эффективной обработки информации. [4] Она использовала принципы теории информации для принятия решений на основе оценок, принимаемых после сбора информации из окружающей среды, и показала, что эти принципы повышают эффективность и последовательность алгоритмов, используемых для оценки движения и формирования вероятностных карт окружающей среды. [4] Ее алгоритмы также позволяли плотно отображать объекты даже при наличии двусмысленности и несоответствий в динамике камеры. [4] Чли закончила аспирантуру в 2009 году и в течение года работала научным сотрудником в Robot Vision Group. [3]
Карьера и исследования
[ редактировать ]После получения докторской степени Чли присоединилась к лаборатории автономных систем в ETH Zürich для проведения постдокторских исследований и вскоре стала заместителем директора лаборатории. [2] В ETH Zürich она преподавала курс «Автономный мобильный робот», который позже был преобразован в онлайн-курс для бесплатного обучения тысяч исследователей по всему миру. [5] В 2013 году Чли был удостоен стипендии канцлера и стал доцентом Института восприятия, действия и поведения Эдинбургского университета . [6] Она удерживала эту престижную стипендию в течение двух лет. [6]
В 2015 году Чли была назначена Швейцарского национального научного фонда доцентом кафедры видения робототехники (SNF) в ETH Zürich и переехала из Эдинбурга . [4] Она до сих пор является почетной стипендией Эдинбургского университета . [6] Ее лаборатория Vision for Robots Lab (V4RL) занимается разработкой интеллектуальных роботов для повышения качества и безопасности человеческой жизни. [4] В своей лаборатории Чли проводит несколько направлений исследований для достижения этих целей. В рамках проекта SHERPA Чли стремится использовать интеллектуальные и автономные роботизированные системы для помощи в поиске и спасении в горах. [7] Чли также участвует в исследованиях проекта myCopter, целью которого является разработка персональных автоматизированных систем воздушного транспорта, позволяющих путешествовать с работы домой по воздуху на малых высотах. [8] Наконец, команда Чли разрабатывает методы, позволяющие микролетательным аппаратам наносить на карту неизвестные среды в рамках проекта SFly (Рой микролетающих роботов). [9] Все эти проекты требуют огромных инноваций в области компьютерного зрения и робототехники, по сути требуя от роботов способности эффективно обрабатывать большие объемы данных, «видеть» окружающую среду и реагировать быстро и автономно. [ нужна ссылка ] Команда Чли стремится разработать эти интеллектуальные системы с возможностью визуального восприятия посредством использования глубокого обучения и сотрудничества роботов. [ нужна ссылка ]
Совершенствование методов компьютерного зрения
[ редактировать ]Ранние работы Чли помогли улучшить подходы к компьютерному зрению, что позволило создавать автономные роботизированные системы. Чли первым занялся проблемой одновременной локализации и картографии (SLAM), при которой роботизированная система испытывает трудности с оценкой новой и меняющейся среды, а также с отслеживанием своего собственного местоположения. [10] Поскольку разделение карты на более мелкие подкарты позволило бы обрабатывать отдельные части сцены независимо и, следовательно, более эффективно, Чли создал инновационный метод разделения подкарт на картах SLAM. [10] Она использовала иерархическую кластеризацию для группировки схожих объектов в подгруппы и раскрыла новое понимание структуры визуальных карт, которое помогло направить эту область в решении вычислительных проблем, связанных с SLAM. [10]
Следующей проблемой компьютерного зрения, которую Чли решила во время работы в качестве постдокторанта в ETH Zürich, было обнаружение ключевых точек на изображениях. [11] Она разработала метод под названием BRISK (Binary Robust Invariant Scalable Key Points), который работал намного быстрее и с гораздо меньшими вычислительными затратами по сравнению с предыдущими алгоритмами обнаружения ключевых точек, такими как SURF и SIFT. [11]
Автономный вертолет
[ редактировать ]Во время постдокторской работы Чли в ETH Zürich она была частью команды, которая разработала первый небольшой автономный летающий вертолет. [12] Вертолет имел монокулярную камеру как единственный инерциальный сенсор и мог ориентироваться в новых условиях. [1] Он достиг SLAM с чрезвычайной надежностью, что позволило ему совершать автономный полет. [12]
Робот-навигация
[ редактировать ]Чли провел фундаментальные исследования по совершенствованию методов автономной навигации роботов. Одним из способов, которым Чли и ее команда работали над улучшением навигации робота, является создание алгоритма для лучшей интеграции информации от нескольких датчиков робота. [13] Раньше мультисенсорная интеграция была сложной задачей из-за сенсорных сбоев и различий в скорости и задержках измерений. [13] В связи с этим Чли и ее команда разработали структуру под названием MultiSensor-Fusion Extended Kalman Filter (MSF-EKF), которая способна обрабатывать задержанную, относительную и абсолютную информацию от неограниченного количества датчиков и типов датчиков. [13] Они протестировали свою систему с помощью микролетательного аппарата (MAV), который имел GPS-приемник, а также визуальные, инерциальные датчики и датчики давления, и обнаружили, что он способен самостоятельно калиброваться и демонстрировать эффективную релинеаризацию в ответ на обновления состояния. [13]
Благодаря улучшениям и достижениям в возможностях SLAM, Чли заинтересовался созданием совместной SLAM с участием нескольких роботов. [14] Совместное восприятие и картографирование сцены группой автономных роботов будет служить широкому спектру применений: от сбора данных об окружающей среде до наблюдения и спасения. [14] В ее рамках каждый отдельный беспилотный летательный аппарат (БПЛА) будет иметь локальный SLAM с ограниченной мощностью как часть его конструкции и вычислительной мощности, а также будет иметься центральный наземный сервер для сбора всей информации от каждого отдельного человека. БПЛА. [14] Этот центральный контроллер также распространяет эту информацию обратно на все отдельные БПЛА, чтобы они также могли обновлять свои карты. [14]
Чли недавно работал со сверточными нейронными сетями (CNN), чтобы улучшить их способность выполнять распознавание мест для использования в навигации роботов. [15] Она предложила новые функции изображений на основе CNN для использования при распознавании мест путем создания региональных представлений важных регионов непосредственно из активации сверточного слоя. [15] Они обнаружили, что их система стала более устойчивой к изменениям точек зрения и внешнего вида, и поделились своими мыслями о процессе кодирования функций, которые делают ее устойчивой к внешним изменениям в их системе. [15]
Награды и почести
[ редактировать ]- Премия Зонта 2017 [16]
- 2016 25 женщин в робототехнике, о которых вам нужно знать [17]
- Премия Лучшему помощнику редактора Международной конференции по робототехнике и автоматизации 2016 г. [18]
- 2001-2005 Стипендия за выдающуюся квалификацию, Тринити-колледж, Кембриджский университет, Великобритания. [19]
- 2001-2005 Стипендия за выдающиеся достижения, Государственный стипендиальный фонд Кипра. [19]
Выберите публикации
[ редактировать ]- Марко Каррер, Мохит Агарвал, Мина Камель, Роланд Зигварт, Маргарита Чли: Совместная оценка относительного положения 6DoF для двух БПЛА с перекрывающимися полями обзора. ИКРА 2018: 6688-6693. [20]
- Патрик Шмук, Маргарита Чли: CCM-SLAM: Надежная и эффективная централизованная совместная монокулярная одновременная локализация и картографирование для групп роботов. J. Field Robotics 36 (4): 763-781 (2019). [20]
- З. Чен, Ф. Маффра, И. Са и М. Чли, «Взгляните только один раз, извлекая отличительные ориентиры из ConvNet для визуального распознавания мест», Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS), 2017 г., Ванкувер, Британская Колумбия , 2017, стр. 9–16, doi: 10.1109/IROS.2017.8202131. [15]
- П. Шмук и М. Чли, «Совместный монокулярный SLAM с несколькими БПЛА», Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA), 2017 г., Сингапур, 2017 г., стр. 3863–3870, doi: 10.1109/ICRA.2017.7989445. [14]
- С. Линен, М.В. Ахтелик, С. Вайс, М. Чли и Р. Зигварт, «Надежный и модульный подход к объединению нескольких датчиков, применяемый к навигации MAV», Международная конференция IEEE / RSJ по интеллектуальным роботам и системам, 2013 г., Токио, 2013 г. , стр. 3923–3929, doi: 10.1109/IROS.2013.6696917. [13]
- М.В. Ахтелик, С. Линен, С. Вайс, Л. Кнайп, М. Чли и Р. Зигварт, «Визуально-инерциальный SLAM для небольшого вертолета в больших открытых средах», Международная конференция IEEE / RSJ 2012 г. по интеллектуальным роботам и системам, Виламоура, 2012, стр. 2651–2652, doi: 10.1109/IROS.2012.6386270. [12]
- С. Лейтенеггер, М. Чли и Р.Ю. Зигварт, «BRISK: Бинарные надежные инвариантные масштабируемые ключевые точки», Международная конференция по компьютерному зрению, 2011 г., Барселона, 2011 г., стр. 2548–2555, doi: 10.1109/ICCV.2011.6126542. [11]
- М. Чли и А. Дж. Дэвисон, «Автоматический и эффективный вывод иерархической структуры визуальных карт», Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2009 г., Кобе, 2009 г., стр. 387–394, doi: 10.1109/ROBOT.2009.5152530. [10]
- Маргарита Чли, Эндрю Дж. Дэвисон: Активное сопоставление для визуального отслеживания. Робототехника Автон. Сист. 57(12): 1173-1187 (2009) [20]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Назначены 12 профессоров ETH Zurich» . ethz.ch. 23 мая 2015 года . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Маргарита Чли» . edX . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Маргарита Чли» . Имперский колледж Лондона . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж «Применение теории информации к эффективному SLAM» (PDF) . Проверено 22 мая 2020 г.
- ^ «Автономные мобильные роботы» . edX . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с «Маргарита Чли» . www.margaritachli.com . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Маркони, Л.; Мельчиорри, К.; Битц, М.; Пангерчич, Д.; Зигварт, Р.; Лейтенеггер, С.; Карлони, Р.; Страмиджиоли, С.; Брюнинкс, Х.; Доэрти, П.; Кляйнер, А. (ноябрь 2012 г.). «Проект SHERPA: разумное сотрудничество между людьми и наземно-воздушными роботами для улучшения спасательной деятельности в альпийских условиях» . Международный симпозиум IEEE по безопасности, защите и спасательной робототехнике (SSRR) , 2012 г. стр. 1–4. дои : 10.1109/SSRR.2012.6523905 . ISBN 978-1-4799-0165-4 . S2CID 16286358 .
- ^ Кибернетика, Биологический институт Макса Планка. «myCopter — проект ЕС» . www.mycopter.eu . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Ахтелик, Маркус; Ахтелик, Майкл; Брюне, Йорик; Чли, Маргарита; Хацихристофис, Саввас; Декотиньи, Жан-Доминик; Дот, Клаус-Майкл; Фраундорфер, Фридрих; Кнайп, Лоран; Гурдан, Дэниел; Хенг, Лайонел (октябрь 2012 г.). «SFly: Рой микролетающих роботов» . Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам , 2012 г. стр. 2649–2650. дои : 10.1109/IROS.2012.6386281 . ISBN 978-1-4673-1736-8 . S2CID 4472554 .
- ^ Jump up to: а б с д Чли, Маргарита; Дэвисон, Эндрю Дж. (май 2009 г.). «Автоматическое и эффективное определение иерархической структуры визуальных карт» . 2009 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . стр. 387–394. дои : 10.1109/РОБОТ.2009.5152530 . ISBN 978-1-4244-2788-8 . S2CID 4474219 .
- ^ Jump up to: а б с Лейтенеггер, Стефан; Чли, Маргарита; Зигварт, Роланд Ю. (ноябрь 2011 г.). «БРИСК: Бинарные надежные инвариантные масштабируемые ключевые точки» . 2011 Международная конференция по компьютерному зрению . стр. 2548–2555. дои : 10.1109/ICCV.2011.6126542 . ISBN 978-1-4577-1102-2 . S2CID 1211102 .
- ^ Jump up to: а б с Ахтелик, Маркус В.; Линен, Саймон; Вайс, Стефан; Кнайп, Лоран; Чли, Маргарита; Зигварт, Роланд (октябрь 2012 г.). «Визуально-инерциальный SLAM для небольшого вертолета на больших открытых площадках» . Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам , 2012 г. стр. 2651–2652. дои : 10.1109/IROS.2012.6386270 . ISBN 978-1-4673-1736-8 . S2CID 8265213 .
- ^ Jump up to: а б с д и Линен, Саймон; Ахтелик, Маркус В.; Вайс, Стефан; Чли, Маргарита; Зигварт, Роланд (ноябрь 2013 г.). «Надежный и модульный подход с использованием нескольких датчиков, применяемый в навигации MAV» . Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам , 2013 г. стр. 3923–3929. дои : 10.1109/IROS.2013.6696917 . hdl : 20.500.11820/c622f0b8-2a6c-467c-ba0d-d7dfb23c524f . ISBN 978-1-4673-6358-7 . S2CID 14159536 .
- ^ Jump up to: а б с д и Шмук, Патрик; Чли, Маргарита (май 2017 г.). «Мульти-БПЛА коллаборативный монокуляр SLAM» . Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA) , 2017 г. стр. 3863–3870. дои : 10.1109/ICRA.2017.7989445 . hdl : 20.500.11850/272499 . ISBN 978-1-5090-4633-1 . S2CID 37192904 .
- ^ Jump up to: а б с д Чен, Зетао; Маффра, Фабиола; Са, Инкью; Чли, Маргарита (сентябрь 2017 г.). «Посмотрите только один раз, извлекая из ConvNet отличительные ориентиры для визуального распознавания мест» . Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) , 2017 г. стр. 9–16. дои : 10.1109/IROS.2017.8202131 . hdl : 20.500.11850/174255 . ISBN 978-1-5386-2682-5 . S2CID 4937391 .
- ^ «2017» . www.zonta.ch . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ «25 женщин в робототехнике, о которых вам нужно знать – 2016 | Робохаб» . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ «Объявлены лауреаты премии ICRA 2016 — Общество робототехники и автоматизации IEEE» . www.ieee-ras.org . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б "Проф. Маргарита Чли - AcademiaNet" . www.academia-net.org . Проверено 24 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с "dblp: Маргарита Чли" . dblp.org . Проверено 24 мая 2020 г.