如何踏入機器人的學習大門VI-機器人的智慧

  因應學習機器人的熱潮,開啟了這一系列文章,上一篇:如何踏入機器人的學習大門V-感應器與機器人,學習機器人中最重要有五個科目「機構、動力、控制、互動、智能」,上一篇則是以「互動」為主,而本篇則是此系列的最終篇,我們將要探討「智能」的領域。
  還記得我們在前面的文章中曾討論的IPO嗎?(如何踏入機器人的學習大門IV-了解IPO(輸入、處理、輸出)),當時我們著重於I(Input)與O(Output),並未深談中間的P(Process),而智能的領域即是重視中間的「處理」下達了什麼指令。

何謂智能機器人?

  談到機器人的智能,大概各種電影場景已陸續浮現腦中,像是星際大戰中的C-3PO以及BB-8,又或是戰鬥天使中的艾莉塔。人類並不缺乏對於擁有高度智慧機器人的想像力,然現今科技卻還未能完美呈現人類的想像中的智能機器人。至今最接近人類想像中的智能機器人大概就是索菲亞(Sophia)了,索菲亞在2017年已得到沙烏地阿拉伯的公民資格,當然陸續仍有許多專家學者抨擊沙國頒予公民資格的這項動作,然索菲亞這個機器人卻真實存在。

機器人學習

機器人索菲亞 圖翻攝至 YouTube

如何打造智能機器人

  初次踏入學習機器人的領域,我們不可能一開始就能製作相似於索菲亞的機器人。然而,我們可以將機器人的行為分成三級來談,包含:不含邏輯的行為、含邏輯的行為、含邏輯與機器學習的行為。
  由於機器人不像人類,他需要明確的指令去執行動作,在尚未給予任何指令時,它們並不會有任何反應。因此,當我們要完成一個機器人之前,皆應好好想想機器人的IPO是什麼?假設今天我們要設計一台自動駕駛車,它的Input為感應器、Output為馬達,在Process的階段,我們可以先處理「不含邏輯的行為」,在此案例中,不停轉動的馬達即是不含邏輯的行為,撰寫前進的指令,並不牽扯任何邏輯,只有簡單的「前進」與「不前進」。進入「含邏輯的行為」可以加入感應器,並撰寫IF…THEN的指令,如果超音波偵測前方有障礙物則應該停止馬達運轉。最後進入「含邏輯與機器學習的行為」可以增加有AI影像判斷的攝影機,讓機器人可以進行障礙物的辨識。

機器人學習

圖片來源:璞學智慧

  以下整理三個級別的例子-以自動駕駛車為例: 

  • 不含邏輯的行為:開機之後不停轉動的馬達。
  • 含邏輯的行為:超音波感應器偵測前方30公分是否有障礙物,如果有即停止馬達。 
  • 含邏輯與機器學習的行為:超音波感應器偵測前方30公分是否有障礙物,且利用AI技術辨識前方障礙物是否為人,如果是則停止、並執行蜂鳴器。

適合新手的程式應用工具

  這邊推薦幾種符合新手的機器人程式應用工具,然這些工具的使用年齡也建議於10歲以上。

  1. FlipRAS針對第一級玩家,不含邏輯的控制各式馬達。
    FlipRAS中可以控制直流馬達與伺服馬達,並且以時間軸的概念貫穿整個執行方式。當設定完所想的馬達動作後,按下執行的按鈕,即可依照所編排的時間順序「即時」看到機器人的執行結果,這對於初學機器人的學習者而言,是相對於簡單且擁有即時回饋的程式軟體,可以即時看出動作設計的準確性,進而進行調整。FlipRAS中所設計好的腳本,也可以直接匯入FlipCode進行後續的邏輯訓練。 

  2. FlipCode-針對第二級玩家,含邏輯的行為設計。
    FlipCode中可以撰寫許多的邏輯判斷,因FlipCode是基於Arduino Code所開發的拼軟體,整個環境是基於「初始化」與「重複執行」兩個區塊進行運行,除了可以接收FlipRAS的腳本外,也包含許多邏輯與感應器的拼圖,可以完整的撰寫避障機器人、清潔機器人、畫畫機器人、空氣鋼琴機器人……等等
  3. FlipAIOT-針對第三玩家,含邏輯與AI機器學習的行為
    FlipAIOT包含了現今常見的AI模組,將AI的難度下降至可以直接應用的程度,使用者不需要撰寫任何一句AI的程式語言,但卻可以從中了解AI的運作模式,在運用的過程中,去理解人工智慧的使用邏輯。FlipAIOT一樣可與FlipRASFlipCode進行結合,讓學習可以一層一層的堆疊上去不中斷

  恭喜各位看完了本系列文章希望可以幫助初次學習機器人更加了解在學習機器人的路途中,可以得到哪些知識,以及該如何踏入這個領域,本系列共有六篇文章,從最一開始選擇機器人、認識不同種類的機器人、學習機器人的動力系統、了解機器人的IPO、感應器,以及最終篇的智能領域,我們簡單交代了在機器人學習上最重要的五大科目,期望各位皆能在機器人的學習之旅得到豐富的收穫!

 

還沒有讀過我們的「如何踏入機器人的學習大門」系列文章嗎?

建議從第一篇開始,一步一步跟著我們學習!

如何踏入機器人的學習大門I-機器人的學習概要

如何踏入機器人的學習大門II-認識不同種類的機器人

如何踏入機器人的學習大門III-機器人動起來

如何踏入機器人的學習大門 IV -了解IPO(輸入、處理、輸出)

如何踏入機器人的學習大門V-感應器與機器人

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2019-04-12T21:49:19+00:00