Forscher der Sorbonne und des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) haben die Prämissen vereinfachter räumlicher Konzepte in Robotersystemen untersucht, die auf dem sensomotorischen Fluss des Roboters basieren. Ihre in der Preprint-Datenbank von arXiv.org veröffentlichte Arbeit ist Teil eines größeren Projekts, in dem Wissenschaftler untersuchen, wie grundlegende Wahrnehmungskonzepte (Körper, Raum, Objekt, Farbe usw.) in biologische oder künstliche Systeme übertragen werden können.
Bis zu diesem Zeitpunkt spiegelte die Entwicklung von Robotersystemen hauptsächlich die Wahrnehmung der Welt durch einen Menschen wider. Aus diesem Grund können Roboter, die ausschließlich von der menschlichen Intuition geleitet werden, in der Wahrnehmung dessen, was Menschen erleben, eingeschränkt sein.
Um vollständig autonome Roboter zu entwickeln, müssen Forscher möglicherweise von herkömmlichen Methoden zurücktreten und es den Roboteragenten ermöglichen, ihre eigene Wahrnehmung der Welt zu entwickeln. Laut einem Forscherteam aus Sorbonne und NCNI sollte der Roboter schrittweise die Wahrnehmung entwickeln, indem er sensomotorische Erfahrungen analysiert und sinnvolle Prinzipien identifiziert.
Der Agent kann seine Sensoren mithilfe eines Motors im Außenraum bewegen. Obwohl die Konfiguration des externen Agenten X identisch sein kann, variiert seine sensorische Erfahrung in Abhängigkeit von der Struktur der Umgebung erheblich.
Alexander Terekhov, der an dem Projekt gearbeitet hat, und seine Kollegen haben gezeigt, dass das Konzept des Raums als umweltunabhängiges Phänomen nicht nur mit Hilfe exterozeptiver Informationen abgeleitet werden kann, da es je nach dem, was in der Umwelt geschieht, sehr unterschiedlich ist. Dieses Konzept kann klarer definiert werden, wenn die Funktionen untersucht werden, die Motorbefehle mit Änderungen externer Reize in Bezug auf den Agenten verbinden.
"Wichtige Informationen stammen aus alten Forschungen des berühmten französischen Mathematikers Henri Poincaré, der daran interessiert war, wie Mathematik im Allgemeinen und Geometrie im Besonderen in der menschlichen Wahrnehmung entstehen können", sagt Terekhov. "Er schlug vor, dass das Timing der Berührung entscheidend sein könnte."
Poincarés Idee lässt sich anhand eines einfachen Beispiels leichter erklären. Wenn wir ein Objekt betrachten, erfasst das Auge ein bestimmtes Bild, das sich ändert, wenn sich das Objekt 10 Zentimeter nach links bewegt. Wenn wir uns jedoch 10 Zentimeter nach links bewegen, bleibt das Bild, das wir sehen, praktisch gleich.
Um diese Ideen auf die Entwicklung von Robotersystemen anzuwenden, programmierten die Wissenschaftler am Ende einen virtuellen Roboterarm mit einer Kamera. Der Roboter verstand die Messungen an den Gelenken des Arms jedes Mal, wenn er ein Bild erhielt.
Werbevideo:
„Durch die Kombination all dieser Dimensionen erstellt der Roboter eine Abstraktion, die mathematisch der Position und Ausrichtung seiner Kamera entspricht, auch wenn er keinen direkten Zugriff auf diese Informationen hat“, erklärt Terekhov. - Das Wichtigste: Obwohl dieses abstrakte Konzept von einem Bild abgeleitet ist, wird es am Ende unabhängig davon, was bedeutet, dass es für alle Umgebungen funktioniert. Ebenso hängt unser Raumkonzept nicht von der spezifischen Szene ab, die wir sehen."
