Самостоятельные роботы и путеводитель по миру: что Университет ИТМО показал на ITEA Event 2016

Самостоятельные роботы и путеводитель по миру: что Университет ИТМО показал на ITEA Event 2016

В Стокгольме прошло мероприятие ITEA Event 2016 (Information Technology for European Advancement). Организаторы собрали представителей ведущих университетов и инновационных компаний мира для того, чтобы они могли напрямую пообщаться с сотрудниками фондов финансирования исследований и найти новых партнеров для их проведения. Университет ИТМО на ITEA Event 2016 представила международная лаборатория «Интеллектуальные технологии для социо-киберфизических систем», располагающаяся в Технопарке Университета ИТМО.

Международная лаборатория «Интеллектуальные технологии для социо-киберфизических систем» занимается разработкой методов, моделей и технологий для автоматизации различных процессов в социо-киберфизических системах. Старший научный сотрудник лаборатории, кандидат технических наук Алексей Кашевник рассказывает, что по одному из текущих проектов лаборатории подана заявка на соискание гранта по программе Horizon 2020 — исследование посвящено разработке системы управления компетенциями персонала. Работа по ее созданию ведется сейчас в Технопарке Университета ИТМО в тесном сотрудничестве с его администрацией. К примеру, если заказчику «со стороны» нужен исполнитель из числа резидентов технопарка, он благодаря системе сможет получить список возможных кандидатов. Проект также заинтересовал одну из финских медицинских компаний, совместно с которой планируется выполнить исследование для формализации текущих компетенций медицинского персонала и генерации рекомендаций по их развитию.

Кроме того, на ITEA Event 2016 представитель Университета ИТМО презентовал ряд уже выполненных исследований в области робототехники. Разработанные системы выполняют разные задачи, но фундаментальные принципы их остаются схожими. Устройства — роботы, их сенсоры и манипуляторы — решают задачи в физическом мире. Для каждого из них составляется онтолого-ориентированная модель в интеллектуальном пространстве, и на основе этих моделей устройства взаимодействуют друг с другом. Также есть социальное пространство: пользователи могут выступать в качестве экспертов в том случае, когда текущие задачи не могут быть выполнены автоматически и требуется вмешательство человека.

Университет ИТМО. Алексей Кашевник
Университет ИТМО. Алексей Кашевник

«Недавно мы предложили принцип многоуровневой самоорганизации, суть которой заключается в разбиении различных взаимодействующих сервисов, устройств и пользователей на несколько уровней и осуществлении самоорганизации на каждом из них В результате происходит генерация политик поведения на верхнем уровне, которые ограничивают поведение сервисов нижнего уровня. Самоорганизация на каждом из уровней выполняется на основе механизма публикации подписки. Например, есть сервисы, которые управляют сенсорами и передвижением роботов, уровнем выше — сервисы для оперативного планирования операций, а еще выше — уровни сервисов стратегического планирования», — объясняет Алексей Кашевник.

С помощью наборов конструктора Lego Mindstorms студенты построили в лаборатории несколько таких социо-киберфизических систем. Первая система — пара роботов, составляющих из разноцветных букв аббревиатуру «ИТМО». Пользователь с помощью приложения присваивают каждой букве цвет и задает порядок букв. Робот находит одну из букв и передает в интеллектуальное пространство информацию о том, букву какого цвета он обнаружил, и затем, руководствуясь поступившими сверху указаниями, переставляет ее в нужное место. Остальные роботы автоматически оповещаются, что какой-то из цветов искать уже не нужно, и букву, которая лежит на своем месте, трогать не станут.

«Взаимодействие роботов здесь неявное: они общаются друг с другом через интеллектуальное пространство. Но если один нашел букву „М“, то другой сам принимает решение, что она ему не нужна, так как информация о ней уже присутствует в модели. У такого подхода есть преимущество: если бы мы управляли роботами с помощью центрального сервера и, например, такой сервер вышел бы из строя, то система перестала бы работать. В нашей системе, если из строя выйдет часть роботов, оставшиеся выполнят задачу, хоть и медленнее», — добавляет Алексей Кашевник.

Другая построенная студентами система состоит из двух роботов и груза, который лежит недалеко от одного из них. Забрать груз должно то устройство, которое находится ближе к нему. И чтобы понять, кому ехать за грузом, роботы вращаются вокруг своей оси, измеряют расстояние до ближайших предметов и передают полученную информацию в интеллектуальное пространство. Если один из результатов измерения совпадает у обоих устройств, роботы «понимают», что нашли друг друга, сравнивают свое местоположение по отношению ко второму опознанному предмету и самоорганизуются на основе этой информации. Также есть третья система — модель склада с двумя типами погрузчиков. Один доставляет грузы быстро, но не может защитить их от дождя, другой, наоборот, обладает влагозащитой, но передвигается медленно. В зависимости от того, какая доставка нужна — срочная или нет, с защитой или без, какова текущая ситуация (идет дождь или нет) — роботы решают, кто из них поедет к конвейерной ленте.

Туристический гид TAIS
Туристический гид TAIS

Хотя сейчас представленные выше системы разработаны на основе набора LEGO Mindstorms, эти же принципы можно удачно перенести на промышленное оборудование. Кроме того, деятельность лаборатории не заканчивается на обучении роботов самоорганизации. Один из готовых проектов представляет собой приложение для Android — туристический гид TAIS, который работает в любом городе мира. TAIS изначально разрабатывался в СПИИРАН в рамках Европейского проекта ENPI командой исследователей, которые впоследствии стали сотрудниками лаборатории «Интеллектуальные технологии для социо-киберфизических систем». Дальнейшая разработка туристического гида ведется в Университете ИТМО. Приложение не располагает собственной базой данных и всю информацию берет из «Википедии», «Викигида» и Panoramio. Сервис формирует для пользователя список достопримечательностей и выдает рекомендации в соответствии с контекстом — местоположением, погодой, ситуацией на дорогах и оценками других пользователей.

«Естественно, качество контента зависит от пользователей-редакторов используемых интернет-ресурсов. С одной стороны, это не очень хорошо, так как вики-страницы Эрмитажа или Лувра будут составлены качественно и подробно, а в описании небольшого музея могут быть ошибки. Но с другой — за этим будущее: невозможно качественно разработать и поддерживать ресурсы силами только одной организации или государства. На энтузиазме людей можно сделать намного больше, что доказал успешный опыт „Википедии“», — говорит Алексей Кашевников.

Отметим, что адаптивный туристический гид заинтересовал представителей Кипрского технологического университета в ходе семинара, прошедшего 12 мая в Технопарке Университета ИТМО. Возможно, ученые Петербурга и Лимассола будут развивать сотрудничество в этом направлении. Кроме того, заявка на грант по финансированию исследования управления компетенциями ожидает ответа от экспертной комиссии Horizon 2020.

Редакция новостного портала
Архив по годам: