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Bessere Robotik nutzt visuelle Aufmerksamkeit

Die Fähigkeit zur Verarbeitung und Nutzung ausschließlich visueller Informationen bei der Manipulation von Objekten, die unabhängig von den physikalischen Eigenschaften des Objekts abläuft, ist entscheidend für die Robotik der nächsten Generation. Durch neue Technologie wurden frühere Grenzen überwunden und Konkurrenten übertroffen.
Bessere Robotik nutzt visuelle Aufmerksamkeit
Viele Ansätze wurden vorgeschlagen, doch um die Echtzeit-Verarbeitung geschlossener Zyklen von Wahrnehmung und Aktion zu erreichen, sind stark vereinfachte Systemmodelle erforderlich. Dies stellt eine Einschränkung bei der Identifizierung sensorischer Informationen dar, die für die Aufgabe relevant sind (sensorisch-semantische Kommunikation).

Die Wissenschaftler entwickelten neuartige Methoden zum Aufbau und zur Aktualisierung der detaillierten Darstellung einer 3D-Szene, die auf sensorischen Informationen basiert, die in Echtzeit aus der Szene extrahiert werden. Mit EU-Unterstützung des Projekts FASTDEFORM erstellten Forscher ein bahnbrechendes System, das die Leistung anderer hochmoderner Methoden übertrifft.

Die Forscher nutzten eine große Anzahl zusammengeschalteter Grafikprozessoren, programmierbarer Logikchips, die schnelle Berechnungen durchführen, in erster Linie zum Rendern von Bildern, Animationen oder Videos. Die Konzepte basieren auf visueller Aufmerksamkeit und ermöglichen das Fokussieren auf Objekte von Interesse in einer Szene mit einem Maß von Abstrahierung, das sowohl von den sensorischen Echtzeitdaten als auch von vorher gesammelten Informationen unterstützt wird.

Die Forscher erzielten wesentliche Verbesserungen bei Geschwindigkeit, Robustheit und Genauigkeit bei der Wahrnehmung und dem Verständnis einer komplexen dynamischen Szene. Dies wurde durch Echtzeitintegration visueller Simulation und visueller Wahrnehmung auf derselben Hardware erreicht.

Die hoch robuste und in Echtzeit ablaufende Verwendung des Systems wurde anhand drei verschiedener Aufgaben demonstriert. Diese beinhalteten die Manipulation einer großen Anzahl starrer Objekte, die Manipulation einer komplexen faltbaren Broschüre aus Karton und die sichtbasierte Steuerung eines Roboters mithilfe der Ausgabe eines visuellen Sensors. Weitere Informationen sind online.

Die FASTDEFORM-Technologie stattet robotische Systeme mit der Fähigkeit aus, komplexe Manipulationen nicht-starrer und sich dynamisch verändernder Objekte wahrzunehmen und nachzuvollziehen. Dies ermöglicht ihnen, aus stark spezifizierten Industrieumgebungen herauszutreten und neuartige Anwendungen in der Fertigung, der Medizin und in Privathaushalten zu finden. Die Technologie verfügt über das Potential, ein neues Zeitalter von Geräten einzuläuten, die menschliche Fähigkeiten zur Unterstützung menschlicher Unternehmungen einsetzen.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Robotik, visuelle Information, Objektmanipulation, Echtzeitverarbeitung, Grafikprozessor
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