رباتیک: عامل هوشمند نهایی

رباتیک: عامل هوشمند نهایی

اسلاید 1: فصل دوازدهمرباتیک: عامل هوشمند نهاییعلوم شناختی/ دکتر ستایشیمجتبی هرویMojtaba.heravi@gmail.com

اسلاید 2: ربات چیست؟موجودی مکانیکی با توانایی انجام کارها به صورت خودمختار.یعنی بتواند:بدون نیاز به انسان کار کند.خودش را با تغییرات محیطی تطبیق دهد.با اختلال در یک بخش کل آن موجودیت از کار نیافتد.دنیای خود را کاوش کرده و درک کند و باعث ایجاد تغییر در آن شود.

اسلاید 3: نقاط مهم در تاریخچه رباتیک400 B.C.E.: A wooden dove that flaps its wings.1500s: Robots that play music.1738: de Vaucanson’s duck.1818: Shelley’s Frankenstein.1920 R.U.R. (Rossums Universal Robots) by Karel Čapek.1948: Wiener’s Cybernetics.1950: Asimov’s I Robot.1951: First teleoperated articulated arm.1956: Unimation introduces the industrial robot.1966: Shakey, the first AI robot.1968: 2001, A Space Odyssey introduces HAL.1999: Sony introduces the AIBO.2000: Lamprey brain is connected to sensors to control a robot.2002: iRobot’s Roomba.2004: Spirit and Opportunity land on Mars.2005: Stanford’s Stanley wins DARPA Grand Challenge.2006: Self-parking automobiles.

اسلاید 4: علل مطرح شدن رباتیکدقت و سرعت بیشتر ربات ها.انجام کارها بدون خستگی و کم شدن بازدهی.زحمت و تلاش کمتر و همچنین خطر کمتر برای انسان.به عنوان نمونه:دوره مدرن هسته ای و نیاز به کار کردن با مواد خطرناک رادیواکتیو به گونه ای بی خطر.مانند: اعضای مصنوعی.مسائل نظامی.مانند: سلاح های جنگی.

اسلاید 5: قابلیت های یک رباتیک ربات برای رسیدن به توانایی هایی مشابه انسان باید بتواند:صحبت را درک کند.ببیند.برنامه ریزی و استدلال کند.مدلی از جهان را بازنمایی کند.یادگیر باشد.

اسلاید 6: بنیان های زیستی و رفتاریمطالعات زیست شناسی کمک شایانی در طراحی ربات ها برای شبیه سازی و یا تقلید رفتار داشته است. مثلا ساخت بال هواپیما از روی بال پرندگان.مفهوم جهان باز: فعالیت عامل ها جهان را تغییر داده و عامل ها مجبورند دید خود را نسبت به جهان اصلاح کنند.مفهوم جهان بسته: فرض بر آن است که مدل جهان شامل همه ی چیزهایی است که یک ربات باید بداند و هیچ چیز غافلگیر کننده ای وجود ندارد.

اسلاید 7: مدل رفتاری «محرک-پاسخ» واتسون 1919چراغ سبز (محرک) عبور از خیابان (پاسخ)ورودی های حسیخروجی حرکتینوع نگاشت رفتار (پاسخ)----------------رفتار بازتابی(نواختن یک ساز)رفتار واکنشی(مکیدن شیر توسط نوزاد)رفتار آگاهانه یا عمدی(سرهم کردن یک پازل)

اسلاید 8: مدل رفتاری لورنز و تینبرگن4روش برای اکتساب رفتار در حیوانات:غریزی مثل نیاز به غذا.غریزی، ترتیبی مثل چرخه جفت گیری زنبورهای چاه کن.غریزی همراه حافظه مثل رفتار هدایت گرانه ی زنبورها.یاد گرفته شده مثل شکار کردن.مثال: رفتار غذا خوردن به وسیله آزادکننده های حضور غذا و گرسنگی.ورودی های حسیخروجی حرکتیرفتارآزاد کننده

اسلاید 9: چرخه عمل-ادراک رفتار حیوانینیسر و گیبسون، یک مدل پویا را ارائه کردند.کنش های عاملتعامل با محیطتغییر ادراکات(دیدگاه جدید)ادراک تغییرات جهاناصلاح کنش ها و رفتارهای ممکن

اسلاید 10: مشکلات مبانی زیست شناسانه رباتیکاز مشکلات این بررسی می توان به فهم:تضادهای رفتاری هم زمان.توانایی های از دست رفته.توانایی ربات در یادگیری از طریق تجربه.به عنوان مثال:از یک ربات خواسته شود به طور همزمان در یک ساختمان هم آتش را خاموش کند و هم انسان ها را نجات دهد.

اسلاید 11: مبانی پارادایم های رباتیکیک پارادایم، رویکردی برای توسعه نظریه ها و تحلیل و ارزیابی دسته ای از مسائل است.هر کدام از پارادایم های رباتیک یک سری اعمال اولیه را شامل می شود. مثل: حس کردن، برنامه ریزی و عمل کردن.حس کردن: عناصر محیط را به اطلاعاتی تبدیل می کند که سایر بخش ها از آن استفاده می کنند.برنامه ریزی: عناصری متناظر با توانمندی های استدلالی و شناختی انسانی را داراست.عمل کردن: شامل دستوراتی برای محرک ها و عملگرها می باشد که روی محیط انجام می شوند.عدم وجود فرایند یادگیری در ویژگی های ابتدایی مدل از ایرادات آن شناخته شده است.

اسلاید 12: پارادایم های رباتیکپارادایم ها برای تکرار رفتارهای شناخته شده در دنیای حیوانات است.که سه دسته زیر را شامل می شوند:پارادایم سلسله مراتبی.پارادایم واکنشی.پارادایم ترکیبی.

اسلاید 13: پارادایم سلسله مراتبیحسبرنامهعملشامل حسگرها و استخراج ویژگی های ممکنایجاد مدلتوسعه برنامه انجام کارتولید دستور برای محرک هاکنترل محرک ها

اسلاید 14: ارزیابی پارادایم سلسله مراتبییکی از ایرادات این مدل از مدل جهانی منفرد آن نشات می گیرد، در نتیجه نمی تواند اتفاقات غیرمنتظره را در مدل های کلی جهانی خوب اداره کند.این پارادایم یک بازنمایی ساده و مستقیم از رفتار انسان استبرنامه باید منعکس کننده روش تفکر انسان باشد.

اسلاید 15: پارادایم واکنشیحسعملیک رفتار ساده رفتار 1رفتار 2رفتار 3حسگر 1حسگر 2رفتارهای پیچیده و هوشمند از ترکیب چند رفتار ساده نشات گرفته است

اسلاید 16: ارزیابی پارادایم واکنشیبیش تر به موقعیت هایی توجه می کند که در آن وظایف می توانند به رفتارهای بازتابی تجزیه شوند.به دلیل کاهش پیچیدگی در این گونه سامانه ها، افزونگی وجود ندارد. در نتیجه هیچ پشتیبانی هم برای ارزیابی صحت ورودی ها وجود نخواهد داشت.نبود استراتژی افول آبرومندانه.

اسلاید 17: پارادایم ترکیبیاز ترکیب پارادایم واکنشی و سنجشی (برنامه ریزی) تشکیل شده است.در این مدل رفتار فقط شامل رفتارهای بازتابی نیست و رفتارهای غریزی و یادگرفته شده را نیز در بر می گیرد.بیش از رفتارهای اولیه از رفتارهای مرتب شده بر اساس زمان استفاده می کند.برنامه ریزی می تواند شامل: برنامه ریزی مسیر و ترسیم نقشه باشد.بخشی برای بررسی کارایی مدل نیز وجود دارد.

اسلاید 18: ارزیابی پارادایم ترکیبیدر کاربردهایی که برای سامانه های کاملا واکنشی مناسب نیستند نیز بکار می رود.ارزیابی کامل مدل های ترکیبی کار مشکلی است، به دلیل تغییر لحظه ای سامانه ها.