三十年的计算机视觉的历程表明,1 MIPS的机器能从实时图像中提取简单的特征量───在杂色背景里跟踪白线或白点。10 MIPS的机器能跟随复杂的灰度区,巡航导弹、灵巧炸弹和早期的自驾驶大蓬车证实了这点。100 MIPS的机器恰好能追踪路面上不可预测的特征量,Navlab在长距离的行程证实了这点。1000 MIPS的机器完全能识别三维空间中带纹理的粗糙物体,某些中分辨率的立体视觉程序解释了这个问题,也包括我的程序。几个“垃圾箱挖掘”程序认为,10000 MIPS的机器能从杂乱中找到三维物体,并且高分辨率的立体视觉程序用10 MIPS的机器在1小时内演示了这一点。随着计算机速度和内存的增大,数据量问题逐渐不再是问题。
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機器人:由機器邁向超越人類心智之路 - 0 views
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《机器人》第三章-能力和显现 - 0 views
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除了纯粹的运算规模,也得考虑其他因素。对1 MIPS的机器,最适用的程序是能有效处理检测数据的手工程序。 100 MIPS的机器能权衡输入数据,有很多算法参数待定,采用学习算法要比程序员调节效果好。
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机器人视觉程序想要聪相应图像中得到一个边缘检测或移动检测数据的话,需执行100条计算机指令。一百万次检测则对应执行一亿条指令,1000MIPS的机器1秒能重复十次上述过程,基本上可与人的视网膜相比,新型高端个人计算机刚好能达到这个性能。
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我们将内存容量除以速度定义为“时间常数”,粗略表示计算机扫描内存一次需要的时间。1兆字节/1 MIPS表示的结果是1秒。若机器的内存不能满足速度要求,这是新机器典型的情况,似乎运算速度很快,但会不必要地局限于小程序。若机器内存相对速度过剩,可以说它的商业可行性到了尽头,虽能运算大程序,但出奇的慢。
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先前已得出一亿MIPS能模仿人的功能这一结论,在这里做比较的话,前面所述的兆字节/MIPS的原则似乎在神经系统中也成立!交互的机器好象是神经系统的外延,遵从同样的时间常数。与其用机器与外界交互,不如让不同速度/存储比的人来完成。
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飞虫似乎比人类反应快好几倍,MIPS的相对量要大一些。动物的情况也是这样,细胞间靠电化学和酶的方式传递信号。尽管植物细胞与动物神经元有本质的区别,一些植物细胞间似乎也能通讯。有一天,我们可能发现植物能记忆许多信息,但处理缓慢。
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集成芯片不但在持续发展,而且在加速前进。制作集成电路的短波长的光被替代,制作中使用了更精确方法来嵌入混杂成份。集成电路的电压在减小,采用了更好的绝缘体、屏蔽方法、散热手段,电路上出现了更有效的晶体管、更密的管腿模式和不辐射的包装材料。如果有钱来刺激的话,总会有办法。事实上,方法在实验室里早有了。因为工程师们当时还没注意这些,他们正在完善已有的技术。当根本问题出现,他们才感到忧虑。当需求的呼声很高时,巨大研究成果会转变为现实的生产。
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传统晶体管电路依赖于大量电子的流动,当规模很小时,会引起状态波动。但采用单电子晶体管和量子设备可以解决这项难题,它们的工作原理是量子波干涉。这些新设备越小,工作得就越好。干涉图式很适用目前的电路规模,它只用很小能量就可将电子从一边撞到另一边,从而完成操作。因此,这些电路可以在温度很低的环境下工作。这种方法能集成到0.01微米,量子交换在室温下就能进行
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《机器人》第二章-小心!机器车辆! - 0 views
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从1948年到1951年,英国心理学家沃尔特(W.Grey Walter)在英国造了六个电子乌龟,它们都带有超微型电子管大脑、旋转光电眼睛、接触开关式触角6。它们能在行走时避开障碍,在有特定光线召唤时能返回出发地。当几只小乌龟在一块时,它们会对彼此间的控制光线和触觉信号有所反应,表现出意想不到的社会行为,例如跳舞
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对于机器而言,计算要比推理容易得多,推理又要比感知和行动容易得多。为什么难易顺序正好与人相反呢?在十亿年的进化过程中,人类祖先的第一个进化选择都为了能在逆境的竞争中赢得生命要素,常常用一生的时间在竞争中更有效地感知和行动。达尔文的进化过程使人类的大脑具有获取和行动的特殊本领───这点因为太平常而常被忽略。
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三角测量、障碍检测、机器人运动演绎可以确定三维位置。我寻找实现这些想法的快速算法。采用空间压缩图像技术可完成大量工作,4、16、64以及更多像素的平方被平均为一个数,然后用汇编语言巧妙地编码,而我的算子能在一幅图中挑出许多有用特征,并得到另一幅图。整个过程计算机大约只用10秒钟
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机器人周围的的区域被分成栅格。程序给栅格的每个单元赋以数值代表积累的证据,也就是说,相应的单元包括一些内容或什么都没有。随着每次声纳激励,含有信息的单元被更新。在回波距离处的单元被占据(因为此处的任何物都将导致更短的回波)。声音强度和检测可靠性随着声纳离中心点的距离增大而减弱,所以得到的证据量也据此发生变化
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实验揭示,在狭窄而墙壁光滑的走廊里(恰与我们实验室杂乱环境不同)声波被不断反射,类似光线在充满镜子的大厅里的情况,此时大部分的反馈信息是不正确的,得出的映像图也不会有价值。处理程序是以声纳单元的分类为基础编写的,而此时并不能表明声纳数据真正给出环境信息
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1990年,我们用一种“学习”算法寻找更好的环境模式。将环境模式译成带有12个参数的数学公式,这些关键参数控制着模式的形态。我们先仔细地测量门廊,人工建立了近似理想的映像图。然后让机器人沿已知的路线穿过门廊,隔一定的距离收集声纳数据。我们编写程序,重复处理收集的数据,模拟机器人穿越门廊的映像。每次模拟之后,程序都要将结果与理想的映像图比较。然后修改证据公式的关键参数,再进行模拟。如果新证据模式的结果与理想情况更接近,程序会将关键参数向同一变化方向调整,否则就向其它方向调整参数。在10 MIPS的机器人上进行上万次的模拟移动,耗时数天,程序才能找到合适的证据模式,以再现环境。这种方法对墙壁光滑的场景同样适用。
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在三维空间中,这些是一致的,不会出现模糊现象,栅格的分辨率会更高,单元内容会更确定。在二维空间中,一把椅子只是占据若干个单元的模糊东西,无法与其它具有同样尺寸的物体区分。在三维空间中,椅子就会有座位、椅腿、椅背,能由形状确认。三维图像可以使程序规划复杂路径,不仅可以四处迂回行进,而且能跨越障碍。视觉出错的可能性变得微乎其微。
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20世纪80年代后期,状态低迷的“基于模型”(或“基于图像”)机器人人面临着基本问题。在麻省理工学院,精力充沛且善于表演的罗德.布鲁克斯(Rod Brooks)声称,基于模型的方法不切合实际,并示范了如何从没有模型的机器人人获取复杂行为。布鲁克斯的机器被巧妙设计的多反射层或行为集所控制,类似格雷.沃尔特的小乌龟或霍普金斯野兽,但更为复杂些。在行为集中,一种元素可能使机器人避开障碍,而根据检测,另一种元素或许使机器人沿墙行走。有些元素对另一些元素有所响应或无视它们。每个元素其实是适度分享处理器的简单程序,典型地,可以处理许多行为元素的机器人也许有1 MIPS的运算能力。自然界中的昆虫似乎被这种方式所控制,每个动作都由几百个神经元的神经节产生。布鲁克斯的机器人动作很像昆虫,当他的实验室开始研制六条腿行走的微型机器人时更说明了这点
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20世纪90年代,基于模型的机器人可以在室内行驶,也可穿越乡村。它们含有一些反射行为集的元素,用于避开障碍和处理险情。也许受此影响,布鲁克斯研制了机器人“Cog”.它被大量可学习的反射行为所控制。迄今为止,它可以通过学习来用视觉跟踪物体,并抓获物体。与我们人类的神经系统很相似,但我认为它的模仿是低层次的。需要足够运算时间的Cog,其方法思路也许有助于追溯人类的进化和发展,或许可以导致全智能机器。虽然如此,我认为模仿高层的抽象性是更快的一条途径,直接可以借鉴有用的计算机科学和工程的成果
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大部分实用自动机必然是按基于行为的思路而研制的。尽管对可预测性的设计必然会降低逼真度,但用电线连接的机电继电器很像简单昆虫的神经节,五十年来,它们一直用于控制自动电梯和工业机器。从20世纪80年代开始,微处理器。系统复杂性在慢慢增大,但大部分控制器仍以简单的方式对刺激产生反应
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《机器人》第一章-逃逸速度 - 0 views
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《机器人》第二章-小心!机器车辆! - 0 views
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从1948年到1951年,英国心理学家沃尔特(W.Grey Walter)在英国造了六个电子乌龟,它们都带有超微型电子管大脑、旋转光电眼睛、接触开关式触角6。它们能在行走时避开障碍,在有特定光线召唤时能返回出发地。当几只小乌龟在一块时,它们会对彼此间的控制光线和触觉信号有所反应,表现出意想不到的社会行为,例如跳舞。
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对于机器而言,计算要比推理容易得多,推理又要比感知和行动容易得多。为什么难易顺序正好与人相反呢?在十亿年的进化过程中,人类祖先的第一个进化选择都为了能在逆境的竞争中赢得生命要素,常常用一生的时间在竞争中更有效地感知和行动。达尔文的进化过程使人类的大脑具有获取和行动的特殊本领───这点因为太平常而常被忽略。
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三角测量、障碍检测、机器人运动演绎可以确定三维位置。我寻找实现这些想法的快速算法。采用空间压缩图像技术可完成大量工作,4、16、64以及更多像素的平方被平均为一个数,然后用汇编语言巧妙地编码,而我的算子能在一幅图中挑出许多有用特征,并得到另一幅图。整个过程计算机大约只用10秒钟
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20世纪80年代后期,状态低迷的“基于模型”(或“基于图像”)机器人人面临着基本问题。在麻省理工学院,精力充沛且善于表演的罗德.布鲁克斯(Rod Brooks)声称,基于模型的方法不切合实际,并示范了如何从没有模型的机器人人获取复杂行为。布鲁克斯的机器被巧妙设计的多反射层或行为集所控制,类似格雷.沃尔特的小乌龟或霍普金斯野兽,但更为复杂些。在行为集中,一种元素可能使机器人避开障碍,而根据检测,另一种元素或许使机器人沿墙行走。有些元素对另一些元素有所响应或无视它们。每个元素其实是适度分享处理器的简单程序,典型地,可以处理许多行为元素的机器人也许有1 MIPS的运算能力。自然界中的昆虫似乎被这种方式所控制,每个动作都由几百个神经元的神经节产生。布鲁克斯的机器人动作很像昆虫,当他的实验室开始研制六条腿行走的微型机器人时更说明了这点
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机器人周围的的区域被分成栅格。程序给栅格的每个单元赋以数值代表积累的证据,也就是说,相应的单元包括一些内容或什么都没有。随着每次声纳激励,含有信息的单元被更新。在回波距离处的单元被占据(因为此处的任何物都将导致更短的回波)。声音强度和检测可靠性随着声纳离中心点的距离增大而减弱,所以得到的证据量也据此发生变化。
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实验揭示,在狭窄而墙壁光滑的走廊里(恰与我们实验室杂乱环境不同)声波被不断反射,类似光线在充满镜子的大厅里的情况,此时大部分的反馈信息是不正确的,得出的映像图也不会有价值。处理程序是以声纳单元的分类为基础编写的,而此时并不能表明声纳数据真正给出环境信息。
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环境中独立事件数量的增加可以降低误解概率。增加证据栅格信息的最好途径是,全部用三维处理。在二维处理中,高度不同的门把手和桌面等其他东西被测的总是不一致,可能只是一个模糊映像图。将处理单元的边长减小到10厘米左右,也不会有太大的效果
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在三维空间中,这些是一致的,不会出现模糊现象,栅格的分辨率会更高,单元内容会更确定。在二维空间中,一把椅子只是占据若干个单元的模糊东西,无法与其它具有同样尺寸的物体区分。在三维空间中,椅子就会有座位、椅腿、椅背,能由形状确认。三维图像可以使程序规划复杂路径,不仅可以四处迂回行进,而且能跨越障碍。视觉出错的可能性变得微乎其微。
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20世纪90年代,基于模型的机器人可以在室内行驶,也可穿越乡村。它们含有一些反射行为集的元素,用于避开障碍和处理险情。也许受此影响,布鲁克斯研制了机器人“Cog”.它被大量可学习的反射行为所控制。迄今为止,它可以通过学习来用视觉跟踪物体,并抓获物体。与我们人类的神经系统很相似,但我认为它的模仿是低层次的。需要足够运算时间的Cog,其方法思路也许有助于追溯人类的进化和发展,或许可以导致全智能机器。虽然如此,我认为模仿高层的抽象性是更快的一条途径,直接可以借鉴有用的计算机科学和工程的成果
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大部分实用自动机必然是按基于行为的思路而研制的。尽管对可预测性的设计必然会降低逼真度,但用电线连接的机电继电器很像简单昆虫的神经节,五十年来,它们一直用于控制自动电梯和工业机器。从20世纪80年代开始,微处理器。系统复杂性在慢慢增大,但大部分控制器仍以简单的方式对刺激产生反应
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《机器人》第三章-能力和显现 - 0 views
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三十年的计算机视觉的历程表明,1 MIPS的机器能从实时图像中提取简单的特征量───在杂色背景里跟踪白线或白点。10 MIPS的机器能跟随复杂的灰度区,巡航导弹、灵巧炸弹和早期的自驾驶大蓬车证实了这点。100 MIPS的机器恰好能追踪路面上不可预测的特征量,Navlab在长距离的行程证实了这点。1000 MIPS的机器完全能识别三维空间中带纹理的粗糙物体,某些中分辨率的立体视觉程序解释了这个问题,也包括我的程序。几个“垃圾箱挖掘”程序认为,10000 MIPS的机器能从杂乱中找到三维物体,并且高分辨率的立体视觉程序用10 MIPS的机器在1小时内演示了这一点。随着计算机速度和内存的增大,数据量问题逐渐不再是问题。
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机器人视觉程序想要聪相应图像中得到一个边缘检测或移动检测数据的话,需执行100条计算机指令。一百万次检测则对应执行一亿条指令,1000MIPS的机器1秒能重复十次上述过程,基本上可与人的视网膜相比,新型高端个人计算机刚好能达到这个性能。
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我们将内存容量除以速度定义为“时间常数”,粗略表示计算机扫描内存一次需要的时间。1兆字节/1 MIPS表示的结果是1秒。若机器的内存不能满足速度要求,这是新机器典型的情况,似乎运算速度很快,但会不必要地局限于小程序。若机器内存相对速度过剩,可以说它的商业可行性到了尽头,虽能运算大程序,但出奇的慢
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先前已得出一亿MIPS能模仿人的功能这一结论,在这里做比较的话,前面所述的兆字节/MIPS的原则似乎在神经系统中也成立!交互的机器好象是神经系统的外延,遵从同样的时间常数。与其用机器与外界交互,不如让不同速度/存储比的人来完成
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飞虫似乎比人类反应快好几倍,MIPS的相对量要大一些。动物的情况也是这样,细胞间靠电化学和酶的方式传递信号。尽管植物细胞与动物神经元有本质的区别,一些植物细胞间似乎也能通讯。有一天,我们可能发现植物能记忆许多信息,但处理缓慢
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集成芯片不但在持续发展,而且在加速前进。制作集成电路的短波长的光被替代,制作中使用了更精确方法来嵌入混杂成份。集成电路的电压在减小,采用了更好的绝缘体、屏蔽方法、散热手段,电路上出现了更有效的晶体管、更密的管腿模式和不辐射的包装材料。如果有钱来刺激的话,总会有办法。事实上,方法在实验室里早有了。因为工程师们当时还没注意这些,他们正在完善已有的技术。当根本问题出现,他们才感到忧虑。当需求的呼声很高时,巨大研究成果会转变为现实的生产。
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传统晶体管电路依赖于大量电子的流动,当规模很小时,会引起状态波动。但采用单电子晶体管和量子设备可以解决这项难题,它们的工作原理是量子波干涉。这些新设备越小,工作得就越好。干涉图式很适用目前的电路规模,它只用很小能量就可将电子从一边撞到另一边,从而完成操作。因此,这些电路可以在温度很低的环境下工作。这种方法能集成到0.01微米,量子交换在室温下就能进行。
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Robotics, Mechatronics, and Artificial Intelligence - 0 views
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全球首款"生命体"机器恐龙Pleo粉墨登场 - 0 views
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Robot Building for Beginners - 0 views
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Cook begins with the anatomy of a homemade robot and gives you the best advice on how to proceed successfully. General sources for tools and parts are provided in a consolidated list, and specific parts are recommended throughout the book. Also, basic safety precautions and essential measuring and numbering systems are promoted throughout.
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PHOTORESISTOR ALGORITHMS - 0 views
www.societyofrobots.com/rogramming_photoresistor.shtml
algorithm photoresistor photovore robot sensor
shared by York Jong on 14 Jun 07
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pseudocode: read left_photoresistor read right_photoresistor if left_photoresistor detects more light than right_photoresistor then turn robot left if right_photoresistor detects more light than left_photoresistor then turn robot right if right_photoresistor detects about the same as left_photoresistor then robot goes straight loop
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Photovore Algorithm, Improved This algorithm does the same as the original, but instead of case-based it works under a more advanced Fuzzy Logic control algorithm. Your robot will no longer just have the three modes of turn left, turn right, and go forward. Instead will have commands like 'turn left by 10 degrees' or 'turn right really fast', and with no additional lines of code! pseudocode: read left_photoresistor read right_photoresistor left_motor = (left_photoresistor - right_photoresistor) * arbitrary_constant right_motor = (right_photoresistor - left_photoresistor) * arbitrary_constant loop
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Photovore, Split Brain Approach This algorithm works without comparison of photoresistor values. Instead, just command the right motor based on light from the right sensor, and the left motor with only data from the left sensor. You can also get interesting variations by reversing the sensors for a cross-brain algorithm. pseudocode: read left_photoresistor read right_photoresistor move left_wheel_speed = left_photoresistor * arbitrary_constant move right_wheel_speed = right_photoresistor * arbitrary_constant loop
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ROBOT SENSOR INTERPRETATION - 0 views
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There are only 3 steps you need to follow: Gather Sensor Data (data logging) Graph Sensor Data Generate Line Equation
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The way to get rid of noise is get a bunch of readings, then only keep the average. Make sure you test for noise in the actual environment your robot will be in
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Most roboticists understand faily well how sensors work. They understand that most sensors give continuous readings over a particular range. Most usually understand the physics behind them as well, such as speed of sound for sonar or sun interference for IR. Yet most do not understand how to interpret sensor data into a mathematical form readable by computers.
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ROBOT BATTERIES - 0 views
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Motorcycle lead acid batteries work great for larger low performance type robots. They are great for solar power robots too.
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lead acid batteries have the serious problem of being very large and heavy, need to always be kept charged, and do not have the high discharge rates as the more modern batteries.
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They have low power capacities, are heavy, have trouble supplying large amounts of current in short time periods, and get expensive to constantly replace
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Li-ion batteries have the same high energy capacity as NiMHs, power output rates of NiCads, and weigh about 20%-35% less. They also have zero memory effect problems, meaning you can recharge whenever
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NiCad (Nickel Cadmium) batteries are good for small to medium size range robots. They have the highest current output, are more affordable than NiMH's, and can be recharged within one or two hours
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A NiCad, over many charges, can only store less and less energy after each recharge. To prevent memory effect, whenever you wish to recharge your NiCad, you must first fully discharge it.
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they have good current output, and have the highest energy capacity. I would recommend them for small size robots and for powering circuits. Note, NiMH batteries usually take like 10 hours to recharge depending on various factors.
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Robot Room - Removing Weight From Tiny Vibrating Motor - 0 views
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Robotics -- Logo Products - 0 views
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Many Logo-based and other robotics products produced by LEGO are distributed to schools in the USA by Pitsco.
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The Cricket is a tiny computer, suitable for all kinds of robotics projects, that you can program using Logo.
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RoboLogo - Teaching Children how to program Interactive Robots - 0 views
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All of the procedures take a discrete ``gear'' to specify the speed. The reasons for this are two-fold; first, by limiting the power of the truck, we simplify the interface to children. Secondly, it allows use to calibrate the ``gears'' so that, for example, 10 seconds forward in first gear is the same distance as 10 seconds backward in first gear.
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The limitation of LOGO however is the lack of feedback from the environment. There is no way of expressing an event occuring in the outside world.
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Simple constructs in iLogo extend the original LOGO language with interactivity capabilities of reading sensors and transfering control to different parts of the program.
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These above rules handle all of the commands and expressions of the iLogo language except for the DoUnlessCommand. This command will execute a list of commands unless a boolean condition is met. If so, control is switched to a new list of commands for handling the exception condition.
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Each stage of the compiler is designed using the Visitor pattern described in the book Design Pattern by Eric Gamma, et al. This pattern allows tree traversers to be created as seperated objects, instead of doing all traversals as methods of the nodes of the tree
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We decided to use the JavaCC/JJTree tools created by Sun for generating a custom parser for our iLogo language written in Java.
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The language must have primitives which allow the user of the language to write programs which easily transfer control based upon outside stimuli, in this case sensors on the truck.
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An LM18293 push-pull motor driver connects the programmable counter array (PCA) of the 8051 to the truck's motors.
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We took the Berkeley Logo language design as our base and then added a primitive for reading sensor and an exception-based control structure.
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BASIC Stamp - Wikipedia, the free encyclopedia - 0 views
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The BASIC Stamp is a microcontroller with a small, specialized BASIC interpreter (PBASIC) built into ROM.
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The third variant is the Javelin stamp. This stamp uses Sun Microsystem's Java programing language instead of Parallax's PBasic
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The Basic Stamp > interprets instructions in real-time, essentially running a virtual machine on the PIC. This means that it is much slower
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The Stamp implements a complete solution on a single PCB. In comparison, a bare PIC requires a separate power regulator and substantial decoupling on its output.