機(jī)器人與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代機(jī)器人面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)互聯(lián)網(wǎng)提供了“無(wú)處不在”的服務(wù) 當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)可提供4a服務(wù) any time, any where, any person, any thing 任何形式與內(nèi)容的信息（數(shù)據(jù)）信息（數(shù)據(jù)）服務(wù) 聲、圖、文、視頻， 衣、食、住、行、娛樂(lè)， 不能提供“物理物理”服務(wù) 為機(jī)器人發(fā)展提供了機(jī)遇機(jī)器人發(fā)展面臨的機(jī)遇機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代自動(dòng)化的 “最后一公里”！一、機(jī)器人進(jìn)入千家萬(wàn)戶機(jī)器人如何進(jìn)入千家萬(wàn)戶 ？1、機(jī)器人通用化之路 - pc機(jī)模式（東方-日本思路）2、機(jī)器人多樣化之路 （西方-美國(guó)思路）pc機(jī)如何進(jìn)入千家萬(wàn)戶 ？計(jì)算機(jī)如何進(jìn)入千家萬(wàn)戶？ 微軟“維納斯”計(jì)劃的啟示 pc3

2、 的思路 這是一條什么路線 ？ 通用化，多功能通用化，多功能：通信+計(jì)算機(jī)+控制+=pc3從 pc pc+ pc3 (個(gè)人計(jì)算 personal computer 個(gè)人通訊 personal communication 個(gè)人控制 personal control) 通用性與多功能化 iphone, ipad, icloud+iphone ipad icloud移動(dòng)計(jì)算機(jī)器人走通用化之路面臨的挑戰(zhàn)（1）機(jī)器人通用化之路通用化之路第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人 unimate robot universal automation(unimation 公司）可編程的（擬人）多關(guān)節(jié)的臂 通用性（universal）

3、1954年 g. devol 發(fā)明，1960年售給gm，2005年 popular mechanics 雜志選為近50年50大發(fā)明之一工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè) 多用途：裝配、焊接、噴漆、堆放等 2011年全球年產(chǎn)13.41萬(wàn)臺(tái)，年均增長(zhǎng)速度4.1% 在有限的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域二、服務(wù)機(jī)器人-專用化之路專用化之路 特殊環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人：反恐防暴、搶險(xiǎn) 救災(zāi)等 服務(wù)于人的機(jī)器人：醫(yī)療康復(fù)、家政服務(wù)、 教育娛樂(lè)硬件通用化之路 可組裝 變結(jié)構(gòu) 多功能可組裝模塊化機(jī)器人軟件通用化之路將服務(wù)機(jī)器人變?yōu)闄C(jī)器人服務(wù) 1975年微軟誕生：軟硬件分離-軟件成為產(chǎn)品 1998年谷歌誕生：軟件由產(chǎn)品變?yōu)榉?wù)altair8800 +

4、bill gates = microsoftinternet +l page, s brin = google機(jī)器人操作系統(tǒng) -robot operating system （ros） mit, stanford, technical university of munich 谷歌于2011年5月10日google i/o developer conference:android open accessory development kit（機(jī)器人開(kāi)放開(kāi)發(fā)平臺(tái)）2. 機(jī)器人多樣化之路 機(jī)器人嵌入千萬(wàn)設(shè)備 機(jī)器人滲入千百領(lǐng)域機(jī)器人嵌入千萬(wàn)設(shè)備 -設(shè)備的智能化 變吸塵器為清掃機(jī)器人清掃機(jī)器人 變普

5、通椅子為智能輪椅智能輪椅 變打印機(jī)為觸摸式智能打印智能打印 裝備裝備 變pc機(jī)為觸摸式智能智能pc （ipad）！它們都是機(jī)器人化的智能裝備它們都是機(jī)器人化的智能裝備 垃圾箱任何變?yōu)椤皺C(jī)器人”？設(shè)備的信息化、自動(dòng)化、 智能化利用機(jī)器人的“思想” 與技術(shù)垃圾箱的智能化機(jī)器人嵌入千萬(wàn)設(shè)備 thank you打氣機(jī)器人洗衣店（德國(guó)漢堡）智慧（smart）洗衣間智慧廚房智慧家居（smart home）智慧教室機(jī)器人的定義自由百科全書(shū)自由百科全書(shū)a robot is a mechanical or virtual intelligent agent that can perform tasks auto

6、matically or with guidance.形形色色機(jī)器人機(jī)器人滲入千百領(lǐng)域二、機(jī)器人的智能化之路人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀與機(jī)器人智能化的困難人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀與機(jī)器人智能化的困難傳統(tǒng)人工智能： 基于知識(shí)的符號(hào)處理方法（如專家系統(tǒng)） 優(yōu)點(diǎn)：類似于人類方法-智能方法 缺點(diǎn)：可使用范圍有限：規(guī)劃、推理、診斷 等某些高級(jí)智能行為， 不適于感知、動(dòng)作等的智能行為不適于感知、動(dòng)作等的智能行為 detector（檢測(cè)子） semantically meaningful features: boundary, shape,. there is no clear boundary among parts

7、segmentation problemdescriptor（描述子） structural uncertaintyk. s. fu, syntactic pattern recognition, new york: prentice-hall, 1974. d. marr, vision, new york: freeman, 1982句法分析 syntactic analysis 傳統(tǒng)信息處理傳統(tǒng)信息處理 基于基于數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)處理方法的數(shù)學(xué)處理方法-數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)大大推動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法的發(fā)展 傳統(tǒng)信息處理存在的問(wèn)題 與人類方法不同-非智能方法 與數(shù)據(jù)相關(guān)，推廣能力差 向人類大

8、腦學(xué)習(xí)hmax-sum + max top-down feedback top-down feedback local connectiondata-driven v1 v2 ithigh-levelknowledge-driven大腦視覺(jué)處理過(guò)程基本結(jié)論 data driven + knowledge driven (feedback) hierarchical structure combinational representation -distributed representation network computing組合（分布）表示feature based combinatio

9、nal representation shape color position left right人工智能的未來(lái) statistical inference over an abstract structured declarative knowledge representation1 the probabilistic approach to artificial intelligence21 how to grow a mind: science 11 march 2011: vol.331, no.6022, pp1279-12852 judea pearl: 2011 winner

10、 of acm turing award機(jī)器人的環(huán)境感知與行為規(guī)劃region-adaptive grid partition,*argmax ()argmax () ( )1( , )exp( (),)( ,)( , )() ( )zziiii jijii jzp z ip i z p zp i zf i xzg z zzp i zp i z p zi-dataxi-image positionz-state (feature)g(zi,zj)-the probabilistic region-basedconstraints (co-occurrence)the peobabilistic

11、 graphical modelsgenerative model discriminative model2d-hidden markov model (hmm)markov random field (mrf)conditional random field (crf)experimental setting 4002 corel images (384256 or 256384) 11 basic (region) concepts features: color moment + wavelet 5 models: 2 without structural knowledge (gmm

12、, svm) 3 with structural knowledge (hmm*, rmf*, crf*)the categories of image region annotations experimental results計(jì)算機(jī)對(duì)聯(lián)蘇堤春曉秀平湖秋月明網(wǎng)上購(gòu)物紅紅火火電子商務(wù)熱熱鬧鬧月落烏啼霜滿天風(fēng)吹雁過(guò)雨連宵江楓漁火對(duì)愁眠質(zhì)量第一唐張繼楓橋夜泊一江春水向東流八月秋風(fēng)從西下海外學(xué)子回國(guó)創(chuàng)業(yè)江南書(shū)生離鄉(xiāng)讀書(shū)鴻是江邊鳥(niǎo)蠶為天下蟲(chóng)input word segmentationword lookuptraining corpusthesaurusgenerate candidatesdecode to generate n-best candidatesrerank candidates with maximum entropy modeloutput candidates日志（log）統(tǒng)計(jì) 4065/6080=67% (accepted)訓(xùn)練數(shù)據(jù) manual collection coupletslanguage model trigram model 2,149,882 sentence pairstranslation model 342,255 couplets 115