शकी: पहले मोबाइल रोबोट की व्यवस्था कैसे की गई थी

60 के दशक में बनाया गया, शकी अपने कार्यों का विश्लेषण करने की क्षमता वाला पहला मोबाइल रोबोट था। परियोजना के महत्वाकांक्षी लक्ष्यों को पूरी तरह से हासिल नहीं किया गया था, लेकिन रोबोटिक्स के आगे के विकास पर इसका काफी प्रभाव था।

शेक परियोजना के लेखकों ने बताया कि कैसे AI पत्रिका द्वारा एक बड़े लेख में रोबोट नियंत्रण की व्यवस्था की गई थी। इस पोस्ट में - पाठ का सबसे दिलचस्प और महत्वपूर्ण टुकड़ा का अनुवाद। इसके लेखक, पीटर हार्ट, विकास टीम के सदस्य थे।

शेक बनाना

जनवरी 1965 में सेंटर फॉर आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस स्टैनफोर्ड रिसर्च इंस्टीट्यूट (एसआरआई इंटरनेशनल) की पहल पर शकी प्रोजेक्ट लॉन्च किया गया था। संस्थान ने खुफिया अनुप्रयोगों के लिए एक "स्मार्ट मशीन" के विकास का प्रस्ताव रखा। लेकिन काम करने वाले समूह की एक अलग प्रेरणा थी। वे कृत्रिम बुद्धि के सभी क्षेत्रों (प्रणालीगत प्रतिनिधित्व, तर्क, योजना, मशीन सीखने, कंप्यूटर दृष्टि और प्राकृतिक भाषण की समझ) को जोड़ने के लिए एक परीक्षण साइट बनाना चाहते थे।

शकी विकसित करते समय, इंजीनियरों को दो नियमों द्वारा निर्देशित किया गया था:

• यांत्रिकी को यथासंभव सरल रखने की आवश्यकता है - इसलिए, रोबोट पर एक भी मैनिपुलेटर आर्म स्थापित नहीं किया गया था;
• इसलिए बाद में डिजाइन को कम करने के लिए काम नहीं किया गया था, शीर्ष पर इलेक्ट्रॉनिक्स रैक स्थापित किया गया था।

चूंकि शकी की यांत्रिक और संवेदी क्षमताएं सीमित थीं, इसलिए प्रोजेक्ट टीम ने रोबोट के लिए एक मजबूत, सरल प्रायोगिक वातावरण तैयार किया - जिसमें बड़े ज्यामितीय ब्लॉकों के साथ आधा दर्जन कमरे थे। कम रिज़ॉल्यूशन के कैमरे से पहचाने जाने के लिए ब्लॉक्स को चित्रित किया गया था।

शकी के लिए पहला कंप्यूटर आधुनिक लैपटॉप के L2 कैश की तुलना में कम मेमोरी वाला एसडीएस 940 था। 1970 में, इसे और अधिक शक्तिशाली डीईसी पीडीपी -10 द्वारा बदल दिया गया। शकी ने संचार प्रोसेसर के माध्यम से पीडीपी -10 से बात की। यह प्रणाली उन नोड्स में से एक थी जिन्होंने ARPANET के जन्म में योगदान दिया। लगभग उसी समय, शकी सॉफ्टवेयर का पूर्ण पुनर्लेखन शुरू हुआ। लोहे को केवल न्यूनतम सुधार की आवश्यकता थी।


कुंजी Shakey डिजाइन तत्व

शकी सॉफ्टवेयर

उत्पाद का दूसरा संस्करण दो मौलिक विचारों पर आधारित है। पहले संस्करण के एक प्रमुख घटक - ग्रिड मॉडल के साथ फॉर्म को पूरक करते हुए, पहले-क्रम की गणना के माध्यम से शकी की दुनिया का प्रतिनिधित्व करना पहला है।

दूसरा विचार शकी सॉफ्टवेयर को कई परतों में बनाना था। रोबोट को नियंत्रित करने के लिए इस दृष्टिकोण का पहली बार उपयोग किया गया था। अगला, हम प्रत्येक स्तर का संक्षेप में वर्णन करते हैं, जो निचले-स्तर के कमांड से शुरू होता है।

निचले स्तर की टीमें

लो-लेवल कमांड्स, जैसे कि एलओएल और पैन, सीधे शकी हार्डवेयर कंपोनेंट में भेजे गए थे। इस स्तर पर PANTO जैसी टीमें भी स्थित हैं, जो चयनित दिशा में डिवाइस के "हेड" को चालू करने के लिए जिम्मेदार थी।



मध्य स्तर की टीमें: मार्कोव चेन

इस स्तर पर GOTHRUDOOR ("दरवाजे से चलो") जैसी टीमें हैं। उन्हें एक अलग स्तर पर आवंटित किया गया था, क्योंकि वे सभी मार्कोव श्रृंखला के रूप में प्रतिनिधित्व करते थे।


GOTHRUDOOR टीम के लिए मार्कोव श्रृंखला

मार्कोव श्रृंखलाओं को पहले कॉलम को "पढ़" किया जा सकता है जब तक कि पहली वास्तविक स्थिति तक पहुंचने के लिए बाएं कॉलम को स्कैन नहीं किया जाता है जो इसी क्रिया को करता है, और फिर तालिका की शुरुआत में वापस लौटता है। तदनुसार, मार्कोव श्रृंखला को स्थिरता की विशेषता है (कार्यों की यह एल्गोरिथ्म थोड़ा सरल है, लेकिन "शुरुआत में लौटने" का अभ्यास मौलिक है और जैसा कि हम देखेंगे, इन श्रृंखलाओं की एक महत्वपूर्ण विशेषता है)।

यदि मध्य-स्तर की टीमें अंतिम थीं जिसे शकी निष्पादित कर सकता है, तो रोबोट अपने कार्यों में बहुत सीमित होगा। वह केवल उन लक्ष्यों को प्राप्त कर सकता है जिनके लिए केवल एक पूर्व-प्रोग्रामित कार्रवाई की आवश्यकता होती है। अधिक करने के लिए, शकी को कार्यों का एक क्रम तैयार करने में सक्षम होना चाहिए (एक योजना के रूप में)। स्वचालित अनुसूचक स्ट्रिप्स (स्टैनफोर्ड रिसर्च इंस्टीट्यूट प्रॉब्लम सॉल्वर) इसके लिए जिम्मेदार था। वह सॉफ्टवेयर का अगला, उच्च स्तर था।

स्ट्रिप्स, स्टैनफोर्ड रिसर्च इंस्टीट्यूट समस्या सॉल्वर

स्वचालित शेड्यूलर स्ट्रिप्स दो भव्य अवधारणाओं के संयोजन के कारण उत्पन्न हुआ है। पहला एक नियोजन रणनीति थी जिसे लक्ष्यों और साधनों का विश्लेषण कहा जाता था। यह हर्बर्ट साइमन और एलन नेवेल द्वारा "सामान्य समस्या सॉल्वर" प्रणाली में प्रस्तुत किया गया है।
दूसरी अवधारणा थी प्रेडिकेट कैलकुलस में प्रमेय का प्रमाण और प्रश्न-उत्तर प्रणालियों में इसका अनुप्रयोग। कॉर्डेल ग्रीन के काम में इस पर चर्चा की गई है। रिचर्ड फ़ाइक्स और नील्स नील्सन ने 1971 में स्ट्रिप्स बनाने के लिए इस ज्ञान को संयोजित किया, जिसमें विधेयकों की गणना के लिए लक्ष्य और विश्लेषण का उपयोग किया गया था।

PLANEX, योजना निष्पादन कार्यकारी

एसटीआरआईपीएस बनाने के कुछ समय बाद, संस्थान की टीम ने वेरिएबल्स में सिस्टम में स्थिरांक को बदलकर स्ट्रिप्स योजना को सामान्य बनाने का एक तरीका खोजा। उन्होंने त्रिकोण तालिका नामक एक डेटा संरचना का भी आविष्कार किया, जो एक सामान्य योजना की आंतरिक निर्भरता को प्रदर्शित करता है। इन डिजाइनों ने PLANEX सिस्टम, शकी सॉफ्टवेयर (लेक्स, हार्ट और नील्सन, 1972) के नवीनतम स्तर का आधार बनाया।

इस सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, PLANEX योजना के वास्तविक कार्यान्वयन की निगरानी कर सकता है। यदि सिस्टम कुछ गलत हो गया और उस पल से पुनर्निर्धारित कार्य हो सकता है, तो मौजूदा योजना के कुछ हिस्सों का पुन: उपयोग करना संभव हो सकता है। यह एक "उद्यमशील" निर्णय भी हो सकता है: यदि शकी अचानक अपने कार्य को पूरा करने के करीब है, तो वह इसे अपने लाभ के लिए बदल सकता है।

त्रुटियों का पता लगाने और पुनर्प्राप्त करने की यह क्षमता Shakey सॉफ़्टवेयर का एक महत्वपूर्ण टुकड़ा थी। वास्तविक दुनिया में कार्य करने वाले एक वास्तविक रोबोट के लिए एक कार्य योजना बनाने के बीच एक बड़ा अंतर है, जहां कुछ गलत हो सकता है, और एक "अमूर्त" योजनाकार जो सिर्फ प्रतीकात्मक योजना को प्रिंट करता है। PLANEX और मार्कोव श्रृंखला विश्वसनीय, वास्तविक दुनिया की योजना को प्राप्त करने का समाधान बन गए।


शकी सॉफ्टवेयर स्तर पदानुक्रम

कंप्यूटर दृष्टि

प्रारंभिक परियोजना योजना को कंप्यूटर दृष्टि के क्षेत्र में गहन शोध की आवश्यकता नहीं थी। बल्कि, योजना का उद्देश्य मौजूदा कंप्यूटर विज़न तकनीकों को एक प्रायोगिक प्लेटफ़ॉर्म में एकीकृत करना था। लेकिन, जैसा कि यह पता चला है, उस समय बहुत कम उपलब्ध प्रौद्योगिकियां थीं, इसलिए विशेषज्ञों को कंप्यूटर दृष्टि अनुसंधान के क्षेत्र में कड़ी मेहनत करनी पड़ी।

इस काम के महत्वपूर्ण परिणामों में से एक था आविष्कार का आधुनिक रूप जिसे होफ ट्रांसफॉर्म कहा जा सकता है, एक छवि से तत्वों को निकालने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि (आर। डूडा, पी। हार्ट, 1972)। यह दो अवधारणाओं को मिलाकर हासिल किया गया था कि पहली नज़र में यह पूरी तरह असंबंधित लगता है।

पहला विचार पॉल हफ पेटेंट में निहित है। यह इमेज प्लेन में पॉइंट्स से ट्रांसफॉर्मेशन स्पेस में स्ट्रेट लाइन तक ट्रांसफॉर्मेशन का वर्णन करता है। उत्तरार्द्ध में अन्तर्विभाजक रेखाएं आकृति में कोलियर बिंदुओं के अनुरूप होती हैं। लेकिन अंतहीन ढलान की समस्या उत्पन्न होती है, जो इस परिवर्तन को कम्प्यूटेशनल रूप से बोझिल बना देती है।

दूसरा विचार तथाकथित अभिन्न ज्यामिति से आता है। गणितज्ञों के पास हाफ द्वारा उपयोग किए जाने वाले अधिक परिचित ढलान अवरोधन के बजाय लाइन के कोणीय त्रिज्या के मापदंडों का उपयोग करने के लिए सैद्धांतिक कारण थे। पीटर हार्ट ने कहा कि जब साइनसोइडल एक के साथ रैखिक हूप परिवर्तन की जगह, न केवल अनंत ढलानों की समस्या हल हो जाती है, लेकिन नए परिवर्तन निर्देशांक की पसंद के लिए अपरिवर्तनीय है। इसके अलावा, पीटर हार्ट और रिचर्ड डूडा ने छवियों में विश्लेषणात्मक घटता का पता लगाने के लिए इस पद्धति का विस्तार किया है, और इस परिवर्तन का उपयोग तब से किया गया है।

नेविगेशन और ए * एल्गोरिथ्म

शकी को इलाके पर ध्यान केंद्रित करना था, इसलिए कई छोटे पथ एल्गोरिदम विकसित किए गए थे। उनमें से एक, जिसे ए * कहा जाता है, पीटर हार्ट, नील्स नील्सन और बर्ट्राम राफेल द्वारा बनाया गया था। नए एल्गोरिथ्म में बहुत उपयोगी गुण थे: सबसे पहले, यह हमेशा सबसे छोटा रास्ता मिला, और दूसरा, जबकि इसने वैकल्पिक संभावनाओं की न्यूनतम संख्या का चयन किया। हम कह सकते हैं कि यह हमेशा काम करता है और कम्प्यूटेशनल रूप से कुशल है।

आप सोच सकते हैं कि इस तरह के महत्वपूर्ण परिणाम किसी भी प्रकाशन का आनंद के साथ स्वागत करेंगे, लेकिन यह चारों ओर से बाहर निकल गया। ए * एल्गोरिथ्म की प्रस्तुति उस समय की सभी प्रतिष्ठित वैज्ञानिक पत्रिकाओं द्वारा खारिज कर दी गई थी।

इन पुरानी समीक्षाओं को देखते हुए, आप सोच सकते हैं कि संपादकों ने इन सभी भयावह प्रमेयों के कारण गणितज्ञों को पढ़ने के लिए एक रिपोर्ट दी थी। हालांकि, गणितज्ञ प्रभावित नहीं हुए थे, क्योंकि केवल साक्ष्यों से परिमित संख्या के साथ ग्राफ प्रस्तुत किए गए थे। उस समय, यह लेखकों को लग रहा था कि गणितज्ञों को दस नोड्स वाले ग्राफ और दस ट्रिलियन नोड्स वाले ग्राफ के बीच का अंतर नहीं दिखता है। लेकिन कंप्यूटर विज्ञान के क्षेत्र में काम करने वाले वैज्ञानिकों के लिए, यह अंतर महत्वपूर्ण है।

अंत में, रिपोर्ट को इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान (सिस्टम साइंस और साइबरनेटिक्स पर IEEE लेनदेन) में स्वीकार किया गया और 45 से अधिक वर्षों के लिए संदर्भित किया जाना जारी है।

उस समय दुनिया

ऊपर शकी प्रोजेक्ट टीम द्वारा किए गए काम का हिस्सा (पूरी मात्रा से दूर!) का एक विचार देता है। इस काम का व्यापक सामाजिक संदर्भ में विचार करने के लिए, आइए हम उस समय के बौद्धिक और सांस्कृतिक जलवायु पर ध्यान दें।

1970 में, शेक प्रोजेक्ट के बारे में एक बड़ा लेख लोकप्रिय जीवन पत्रिका में प्रकाशित हुआ था। लेखक, पत्रकार ब्रैड डारच को लगता है कि शीर्षक के साथ बहुत दूर चला गया है: "अपने स्वयं के दिमाग के साथ एक मशीन की आकर्षक और भयानक वास्तविकता।" हालांकि, जबकि कुछ का मानना ​​था कि रोबोट दुनिया को गुलाम बना सकते हैं, अन्य ऐसे लेखों से काफी उलझन में थे। ह्यूबर्ट ड्रेफस उनमें से एक थे, जिन्होंने दार्शनिक दृष्टिकोण से, तर्क दिया कि एआई की अवधारणा मूल रूप से अवास्तविक है। और कहीं-कहीं डराच और ड्रेफस के बीच ऐसे लोग भी थे, जिन्हें डर था कि रोबोट किसी दिन मानव रोजगार ले सकता है।


शकी की जीवन पत्रिका पोस्ट

शकी मेहमान

रोबोट के डेवलपर्स ने अपने काम में रुचि रखने वाले प्रत्येक आगंतुक का स्वागत किया। प्राप्त प्रतिक्रियाओं की समीक्षा भी उस समय दुनिया की स्थिति के बारे में बहुत कुछ कहती है। यहाँ कुछ उदाहरण हैं:

• स्कूली बच्चों के एक समूह ने प्रयोगशाला का दौरा किया। उनके साथ आने वाले शिक्षक ने पूछा कि इंजीनियरों का "वास्तविक काम" क्या था: "यह रोबोट आपका शौक है, है ना?"
• जनरल ने पूछा कि क्या रोबोट पर 36 इंच का चाकू लगाया जा सकता है।
• आर्थर क्लार्क ने फिल्म "स्पेस ओडिसी ऑफ़ 2001" की रिलीज़ के तुरंत बाद प्रयोगशाला का दौरा किया, लेकिन रोबोट के भविष्य के बारे में चर्चा की तुलना में फिल्म के न्यूयॉर्क टाइम्स की समीक्षा के बारे में बात करने में अधिक दिलचस्पी थी।
• हाई स्कूल के एक छात्र ने शैक को देखने के लिए कैलिफोर्निया के सिएटल से मेनलो पार्क की ओर प्रस्थान किया। दशकों बाद, बिल गेट्स ने याद किया कि उन्होंने जो देखा वह प्रभावशाली था।
• अमेरिकी सरकार के एक ऑडिटर ने पूछा कि क्या एसआरआई ने वास्तव में "पैकेट बिट्स" के अरबों देने में ध्यान रखा है। इस प्रश्न का दूसरों द्वारा अनुसरण किया गया था, जिसमें यह भी शामिल था कि क्या इनमें से किसी भी बिट पर संक्षारण देखा गया था।

शेक प्रोजेक्ट कंप्लीट

शकी परियोजना 1972 में बंद हो गई थी - विचारों की कमी के कारण नहीं, बल्कि धन की कमी के कारण। इसके अस्तित्व के दौरान क्या हासिल हुआ है?

टीम के सदस्यों के रूप में इस स्कोर पर कई राय थी, लेकिन कई सामान्यीकरण किए जा सकते हैं:

1. परियोजना के कई निजी परिणाम (STRIPS, PLANEX, A * एल्गोरिथ्म, और Hough ट्रांसफॉर्म का एक नया रूप) एक महत्वपूर्ण तकनीकी योगदान बन गए हैं।
2. कुल मिलाकर, शकी एक महत्वपूर्ण उपलब्धि थी। वह पहला मोबाइल इंटेलिजेंट रोबोट था और भौतिक हार्डवेयर के साथ AI के साथ सॉफ्टवेयर को संयोजित करने वाला पहला सिस्टम था।
3. शकी की सामान्य क्षमताएं, यांत्रिकी और सॉफ्टवेयर दोनों के संदर्भ में, प्रारंभिक आकांक्षाओं के स्तर तक नहीं पहुंची हैं। यह आश्चर्यजनक नहीं है, शुरू में उच्च स्तर के दावों को देखते हुए। कुछ उल्लिखित लक्ष्यों को प्राप्त करने में दशकों लग गए, जबकि अन्य अभी भी अनसुलझे हैं।

संदर्भ:

1. "शकी: कॉन्सेप्ट टू हिस्ट्री।" मूल लेख। सामग्री का दूसरा भाग शैक परियोजना की खोजों के आगे के अनुप्रयोग के बारे में बात करता है। के पास जाओ
2. "कितना यह रोबोट को फिर से करना है?" - आधुनिक परिस्थितियों में शकी को पुन: पेश करने का प्रयास। के पास जाओ

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• रोबोटिक्स में उच्च शिक्षा। रूस के 20 विश्वविद्यालय

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