Робототехника на основе поведения (BBR) или поведенческая робототехника — это подход в робототехнике, который фокусируется на роботах, способных проявлять сложные проявления поведения, несмотря на небольшое внутреннее переменное состояние, чтобы моделировать его непосредственную среду, в основном постепенно корректируя свои действия с помощью сенсорно-моторных связей.
Роботы на основе поведения (RBC) часто показывают больше биологических функций, чем их интенсивно компьютеризированные аналоги, которые очень преднамеренно выполняют свои функции. РБК часто совершает ошибки, повторяет действия и путается, но также имеет антропоморфный характер упорства. Сравнения между эритроцитами и насекомыми часто происходят из-за их действий. РБК являются примерами слабого Искусственного интеллекта.
Местом, в котором наиболее изучались эритроциты в 1980-х годах, был Массачусетский технологический институт с профессором Родни Брукс, который с помощью своих учеников и коллег построил серию роботов с колесами или ногами, используя архитектуру subsumption. Публикации Брукса, обычно написанные с такими названиями, как «План — это просто способ избежать необходимости выяснять, что делать дальше», антропоморфные качества их роботов и относительно низкая стоимость их разработок, популяризировали подход, основанный на поведении.
Работа Брукса способствовала — случайно или нет — двум крупнейшим брендам в поведенческом подходе. В 1950-х годах Уильям Грей Уолтер, английский ученый, обладающий опытом в области неврологических исследований, создал в 1950 году пару термометрических управляемых клапаном роботов, которые были выставлены на Фестивале в Британии в 1951 году и имели простой системный контроль с эффективным поведением.
Второй крупный бренд — книга Валентино Брайтенберга 1984 года «Транспортные средства — эксперименты в синтетической психологии» (MIT Press). Там, где он описывает серию экспериментов, демонстрирующих, что простые соединения между датчиками / двигателями могут привести к сложным поведением, таким как страх и любовь.
Некоторые из последних работ на RBC происходят из сообщества BEAM Robotics, которое начал Марк Тилден. Тильден был вдохновлен уменьшением вычислительной мощности, необходимой для ходячих механизмов экспериментов в Бруксе (которые использовали микроконтроллер для каждой ноги), и еще больше уменьшил вычислительные требования, необходимые для простой логической схемы, транзисторной электроники и конструкции аналоговые схемы.
принципы
Поведенческая роботизация отличает себя от традиционного искусственного интеллекта, используя биологические системы в качестве модели. Классический искусственный интеллект обычно использует набор шагов для решения проблем, он следует по пути, основанному на внутренних представлениях событий, по сравнению с поведенческим подходом. Вместо использования предустановленных вычислений для решения ситуации робототехника, основанная на поведении, опирается на адаптивность. Это продвижение позволило роботам, основанным на поведении, стать обычным явлением при исследовании и сборе данных.
Большинство систем, основанных на поведении, также являются реактивными, что означает, что им не требуется программирование внутренних представлений о том, как выглядит стул, или о какой поверхности движется робот. Вместо этого вся информация извлекается из ввода датчиков робота. Робот использует эту информацию для постепенного исправления своих действий в соответствии с изменениями в ближайшей среде.
Поведенческие роботы (BBR) обычно проявляют больше биологически активных действий, чем их компьютерно-интенсивные аналоги, которые очень преднамеренно в своих действиях. BBR часто совершает ошибки, повторяет действия и выглядит запутанным, но может также показать антропоморфное качество упорства. Из-за этих действий часто встречаются комбинации BBR и насекомых. BBR иногда считаются примерами слабого искусственного интеллекта, хотя некоторые утверждают, что они являются моделями всего интеллекта.
Характеристики
Большинство роботов, основанных на поведении, запрограммированы с помощью базового набора функций для их запуска. Им дается поведенческий репертуар для работы с диктованием того, какие действия следует использовать, и когда предотвращение препятствий и зарядка аккумулятора могут стать основой, помогающей роботам учиться и преуспеть. Вместо того, чтобы создавать мировые модели, роботы, основанные на поведении, просто реагируют на окружающую среду и проблемы в этой среде. Они основываются на внутренних знаниях, полученных из их прошлого опыта, в сочетании с их основным поведением для решения проблем.
история
Школа роботов, основанных на поведении, во многом обязана работать в 1980-х годах в Массачусетском технологическом институте Родни Брукс, который со студентами и коллегами построил серию колесных и ножных роботов, использующих архитектуру subumption. Бруксские документы, часто написанные с беззаботными названиями, такими как «Планирование — это просто способ избежать выяснения, что делать дальше», антропоморфные качества его роботов и относительно низкая стоимость разработки таких роботов, популяризировали подход, основанный на поведении ,
Работа Брукса строится — случайно или нет — на двух предыдущих этапах в поведенческом подходе. В 1950-х годах У. Грей Уолтер, английский ученый с опытом неврологических исследований, построил пару роботов с вакуумной трубкой, которые были выставлены на фестивале в 1951 году и которые имеют простые, но эффективные системы управления на основе поведения.
Второй вехой является книга 1984 года Валентино Брайтенберга «Транспортные средства — эксперименты в синтетической психологии» (MIT Press). Он описывает серию мыслевых экспериментов, демонстрирующих, как просто подключенные датчики / двигательные соединения могут приводить к некоторым сложным проявлениям поведения, таким как страх и любовь.
Более поздняя работа в BBR происходит от сообщества роботов BEAM, которое основано на работе Марка Тилдена. Тильден был вдохновлен уменьшением вычислительной мощности, необходимой для ходовых механизмов из экспериментов Брукса (которые использовали один микроконтроллер для каждой ноги) и еще более уменьшил вычислительные требования к требованиям логических микросхем, транзисторной электроники и аналоговой схемы.
Другое направление развития включает расширения робототехники, основанной на поведении, для многопользовательских команд. Основное внимание в этой работе уделяется разработке простых общих механизмов, которые приводят к скоординированному поведению группы, неявно или явно.