Jak uczą się roboty? Techniki uczenia maszynowego
Szybki rozwój środowiska 5G, technologii komunikacyjnych, sztucznej inteligencji
i uczenia maszynowego umożliwiają zastosowanie inteligentnych algorytmów do rozwoju robotów przemysłowych o zupełnie nowych funkcjonalnościach. A nowe możliwości oznaczają nowe zastosowania, wspierające rozwój przemysłu
i podnoszące opłacalność produkcji.
Roboty przemysłowe wykonują automatycznie różnego typu zadania, przyjmując polecenia i realizując odpowiadające im funkcje w oparciu o procedury programów lub wykorzystując technologię sztucznej inteligencji. Jednak zdolność robotów do wykonywania zaprogramowanych zadań zależy w dużej mierze od dokładnego wykrywania celów oraz identyfikowania tych zadań, a więc od systemu wizyjnego.
Przełomowa technologia AI
Różne, zmieniające się typy produkcji i produktów sprawiają, że tradycyjne metody pozycjonowania oraz rozpoznawania charakteryzują się poważnymi błędami oraz niską dokładnością. Z tego też względu w złożonych środowiskach wiele zadań jest wciąż wykonywanych manualnie.
– Dlatego tak przełomowa okazała się technologia głębokiego uczenia (deep learning), która umożliwiła analizę różnego typu danych, jak np. obraz czy odczyt siły z czujników zamontowanych na robocie. Zastosowanie metod głębokiego uczenia pozwala na tworzenie bardziej generycznych i odpornych rozwiązań do montażu elementów na liniach produkcyjnych. W związku z tym, we współczesnej robotyce z powodzeniem stosuje się algorytmy wizyjne do wyznaczania lokalizacji oraz planowania trajektorii ruchu ramienia robota – tłumaczy Grzegorz Bartyzel, specjalista ds. AI z firmy FITECH.
Po co robotowi sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe?
Sztuczna inteligencja pomaga robotowi przemysłowemu wykrywać i chwytać różnego typu obiekty pomimo różnic w kształcie. – Dlatego doskonałym przykładem uczenia maszynowego jest np. lokalizacja elementów do pobrania w przestrzeni roboczej robota albo stanowisko do zapewnienia kontroli jakości PCBA na liniach produkcyjnych w fabrykach elektroniki – wylicza ekspert z FITECH.
Bez uczenia maszynowego automatyzacja przy dużej liczbie typów części nie byłaby opłacalna, ponieważ wymagałaby nieustannej ingerencji ze strony inżyniera produkcji. Jednak roboty wykorzystujące technologie AI mogą pobierać obrazy nowych części np. z chmury danych, a następnie z powodzeniem chwytać oraz manipulować nowymi elementami.
3 obszary wykorzystania sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego w robotyce
Sztuczna inteligencja wykorzystywana jest głównie w trzech obszarach robotyki, dzięki którym zastosowania robotów stają się coraz bardziej funkcjonalne, a także bardziej opłacalne. Są to:
- Systemy wizyjne: sztuczna inteligencja pomaga robotom rozpoznawać obiekty z dużo większą dokładnością i wykrywać przedmioty, których wcześniej nie „widziały”.
- Systemy sterowania ruchem: dzięki algorytmom sztucznej inteligencji, które pomagają robotom ustalić najlepszą pozycję i orientację chwytanego obiektu, oraz trajektorię optymalnego ruchy ramienia robota.
- Dane: algorytmy sztucznej inteligencji dają robotom i systemom dostęp do olbrzymich ilości danych, które pozwalają określić czysto fizyczne oraz logistyczne wzorce i odpowiednio na nie reagować.
Co nas czeka w przyszłości?
Jeśli chodzi o zastosowania w robotyce, sztuczna inteligencja z wolna wkracza w procesy przemysłowe, ale już teraz wywiera istotny wpływ na procesy produkcji oraz rozwiązania logistyczne. Tworzone systemy pozwalają budować całkowicie zautomatyzowane linie produkcyjne, zautomatyzowane stanowiska kontrolne oraz zautomatyzowane rozwiązania logistyczne. – To nowa era automatyzacji procesów przemysłowych, która może przynieść przedsiębiorstwom realne korzyści i pozwala osiągnąć przewagę konkurencyjną – podkreśla Grzegorz Bartyzel z FITECH, firmy, która jest inteligentnym elementem tego procesu.
Obecnie w inteligentnej robotyce pojawiła się nowy trend, zwany głębokim uczeniem ze wzmocnieniem (deep reinforcement learning), gdzie roboty same uczą się wykonywać zadane im zadania. To rozwiązanie w przyszłości może znacząco zredukować ingerencje inżyniera w konfiguracje procesów przemysłowych. Jest to na razie na wczesnym stadium rozwoju, dlatego póki co trudno przewidzieć efekty finalne tych prac.
Od czasów, kiedy życie poczęło się wielce różniczkować, czytanie książek nie wystarcza. Książki podają czystą wiedzę z najrozmaitszych dziedzin, wiedzę nieraz kryształowo czystą, ale oderwaną od życia. Książki karmią również poezją, w niej opisy czynów bohaterskich uszlachetniają serca, ale mało informują o szarej rzeczywistości życia. Do działania potrzebna jest znajomość chwili bieżącej, orientacja, pulsy życia w miejscowych warunkach. Na każdym stanowisku można przyłożyć i swoją cegiełkę, można wpływać na całość, byle znać swe obowiązki względem społeczeństwa i chcieć im służyć. Tym pośrednikiem między wiedzą a życiem, między ideałem a rzeczywistością, jest publicystyka. Jest ona historją teraźniejszości, oświetlającą zagadnienia, które czekają dopiero na rozwiązanie. Jest ogniwem, która łączy prawdę wiedzy z zagadnieniami chwili bieżącej. Jest literaturą, która tyczy się potrzeb życia w danym czasie i danym miejscu. Ona komunikuje ostatnie wyniki z różnych dziedzin wiedzy czystej w zastosowaniu do bieżących potrzeb ludzkich. Ona czyni człowieka wrażliwym na niedolę swego społeczeństwa i zapala do żywota czynnego na jego korzyść. Ona, komunikując, co się dzieje na świecie całym, chroni nas od zaściankowości. Ona, zaznajamiając nas z biegiem myśli wszechświatowej, wywołuje w umysłach naszych szereg zagadnień. Ona uwalnia nas od potrzeby czytania wszystkich książek, których corocznie ukazuje się na świecie po kilkaset tysięcy, a których przeczytać na rok gruntownie nie można po nad kilkanaście. To są strony dodatnie prasy periodycznej.
Ale ma publicystyka i niejedną stronę ujemną. Wiadomości, dostarczane przez wiele dzienników, są dorywcze i powierzchowne: ani rozszerzają, ani pogłębiają wiedzy. Wiele nowinek, opisywanych drobiazgowo, niema żadnego ogólniejszego znaczenia, nie służy żadnemu rozumnemu celowi. Wiele sensacyjnych zajść i wypadków, zostawiających jedynie czczość w głowie i pustkę w sercu. W pogoni za kalejdoskopowym potokiem plotek wiele balastu, który ze szkodą obciąża umysł Dużo zabawy i płytkiego śmiechu, co w rezultacie szerzy bezmyślność, przytępia zmysł artystyczny. Nie jeden organ redagowany jest tendencyjnie, będąc na służbie tej lub innej partji. Nieraz nowość pomieszana z postępem bez oświetlenia krytycznego jądra rzeczy. I jedno pismo stara się prześcignąć drugie w pomysłach, licząc na gorsze instynkty. I wielu staje się igraszką okoliczności, bo są prowadzeni na pasku danego dziennika. Bo wielu ślepo hołduje zasadzie: nie różnić się od innych — i bezkrytycznie prenumeruje to, co ich znajomi i krewni. I tworzy się specjalny typ nałogowych czytelników pism periodycznych, co nie uznają jednocześnie lektury książek. Jest to pewnego rodzaju osłona dla duchowego lenistwa. Traci na tym wykształcenie gruntowne i myśl samodzielna. To też wielu uczonych powstaje na dziennikarstwo — śród nich ostro wystąpił w ostatnich czasach przeciw prasie perjodycznej F. Brunetiere, członek Akademji paryskiej.
Trzeba przede wszystkiem rozróżniać wartość miesięczników i tygodników, a pism codziennych. Pierwsze, a w części drugie, są streszczeniem i kwintensencją tego, co zawierają pisma codzienne. Lektura ich nie da wprawdzie technicznego posiadania poszczególnych gałęzi umiejętności, ale da ogólną znajomość podstaw. Te, które nie służą sprawom specjalnym, dają możność w dłuższym okresie czasu przebieg w ogólnych zarysach cały cykl wiedzy. Natomiast prasa codzienna służyć może głównie gromadzeniu materjałów do tych kwintensencji. I tu należy rozróżniać prasę prowincjonalną, a prasę stołeczną. Pierwsza zlicza miejscowe siły społeczne, wydobywa je i zbiera, zapala ogniska miejscowej twórczości. Bada i stara się kierować życiem prowincji, które wszędzie posiada swoje odrębne właściwości. Druga winna być przewodnikiem i siewcą dążeń kulturalnych wszerz i wzdłuż całego kraju. Winna być rzeką wód czystych, do której zbiegałyby się wszystkie strumyki, osadziwszy po drodze naleciałości niepotrzebne.
Trzeba umieć czytać dzienniki, jak i książki. Trzeba sobie wprzód zadać trud poznania każdego pisma. Trzeba się zapoznać, co w każdym z nich godnego jest czytania, nie usypiając swojego krytycyzmu łudzącemi nagłówkami pism i różnych rubryk, które często zapowiadają co innego, niż się drukuje. Trzeba czytać krytycznie, w żadnej sprawie nie spuszczając z oczu argumentów ani pro, ani contra. Trzeba czytać pisma, służące różnym poglądom, aby mieć oświetlenie z obu stron, aby módz wyrobić sobie własny sąd — samodzielny a objektywny. Trzeba koncentrować lekturę nie na tanich czasopismach codziennych o brukowych wiadomościach, lecz na poważnych wydawnictwach perjodycznych, które opierają działalność publicystyczną na znajomości dziejów i praw niemi rządzących. Należy ciążyć ku tym wydawnictwom perjodycznym, które chcą stać wyżej ponad prywatę i partykularyzmy — których celem jest nie interes materialny jednostek, lecz służba publiczna.
