Розумна допомога людям: ШІ та робототехніка під лупою

Як сталося, що маленький робот у вигляді бджоли використовується для запилення рослин? Або машина може розпізнавати емоції та реагувати на них? Це працює, коли роботи оснащені штучним інтелектом (AI). Ці технології відкривають дивовижні можливості для роботів і дозволяють їм виконувати різноманітні завдання, які раніше були немислимими.

Ця стаття містить уявлення про можливості та методи роботи інтелектуальних роботів. Крім того, у розмові з Торстеном Леймбахом, керівником бізнес-напряму Smart Coding and Learning Інститут інтелектуального аналізу та інформаційних систем Фраунгофера IAIS і керівник ініціативи Roberta, дізнався багато нового про заохочення молодих талантів і політику ШІ в Північному Рейні-Вестфалії.

Об’єднання технологій: коли штучний інтелект приносить роботі розум

Робот і штучний інтелект (ШІ) — це дві різні концепції, які можна використовувати в поєднанні одна з одною.

Робот — це фізична машина. Він може виконувати завдання автономно або під керівництвом людини-оператора. Крім того, роботи можуть бути програмованими та мати різні здібності, такі як пересування, хапання об’єктів, мовна обробка або розпізнавання зображень.


ШІ означає здатність машин демонструвати розумну поведінку. Це дисципліна в інформатиці, яка зосереджена на наданні машинам можливостей, які зазвичай пов’язані з людським інтелектом. Алгоритми та моделі ШІ дозволяють комп’ютерам і системам аналізувати дані, розпізнавати шаблони, приймати рішення та вирішувати проблеми.

AI робить робота розумним!

робототехніка = програмовані машини, які виконують попередньо визначені команди. Робот повинен підкорятися командам і не може робити власні інтерпретації команд.

Штучний інтелект (AI) відноситься до систем або програм, які імітують процеси мислення, подібні до людських, і виконують завдання, які зазвичай потребують людського інтелекту.

Тоді робот стає розумним агентом, здатним сприймати навколишнє середовище, аналізувати дані та діяти на їх основі. Коротко: робот представляє фізичний компонент, а штучний інтелект представляє інтелект, який дозволяє роботу діяти незалежно та взаємодіяти з навколишнім середовищем.

ШІ технології в робототехніці

Технології штучного інтелекту використовуються в роботах у різних варіаціях і програмах, щоб надати їм когнітивних здібностей, здатності до навчання, прийняття рішень і адаптації. Ось деякі з найпоширеніших:

  • Машинне навчання: Машинне навчання — це форма штучного інтелекту, в якій робот використовує дані та досвід, щоб навчитися розпізнавати закономірності та робити прогнози. Використовуються такі алгоритми, як контрольоване навчання, неконтрольоване навчання або навчання з підкріпленням. Наприклад, робот може використовувати машинне навчання, щоб навчитися розпізнавати предмети, розуміти мову або імітувати рухи людини.
  • Нейронні мережі: Нейронні мережі — це моделі ШІ, засновані на структурі та функціонуванні людського мозку. Вони складаються із з’єднаних між собою штучних нейронів і можуть вирішувати складні завдання розпізнавання образів. Нейронні мережі знаходять застосування в роботах для покращення зорового сприйняття, обробки мови та прийняття рішень.
  • Обробка природної мови (NLP): НЛП означає здатність робота розуміти, інтерпретувати та реагувати на природну мову. Моделі штучного інтелекту використовуються для аналізу введених користувачем даних, відповідей на запитання, ведення діалогів і створення тексту. НЛП дозволяє взаємодіяти з роботами усною чи письмовою мовою.
  • Комп'ютерний зір: Комп’ютерний зір означає здатність робота інтерпретувати та розуміти візуальну інформацію із зображень або відео. Використовуючи алгоритми ШІ, роботи можуть розпізнавати, відстежувати та інтерпретувати об’єкти, обличчя, жести та інші візуальні функції. Це дозволяє їм орієнтуватися в навколишньому середовищі, виконувати завдання та взаємодіяти з предметами та людьми.
  • Навчання з підкріпленням: Навчання з підкріпленням — це форма машинного навчання, у якій робот винагороджується позитивним підкріпленням за виконання певної дії та карається негативним підкріпленням за виконання несприятливої ​​дії. Робот вчиться методом проб і помилок вибирати оптимальні дії в конкретних ситуаціях. Він тренує складні рухи або навігацію в динамічному середовищі.

Розумні роботи: від зрошення полів до діагностики хвороб

У повсякденному житті ми стикаємося з розумними роботами в різних формах, будь то у вигляді автоматичних газонокосарок або на стійках реєстрації в готелях. Однак вони набагато частіше використовуються в таких сферах, як виробництво або сільське господарство. Існують різні приклади використання штучного інтелекту в робототехніці, ми покажемо вам невелику інформацію тут:

AgBot

Джерело: agxeed.com

Роботи на основі ШІ в сільському господарстві є особливо зрілими. Відомий приклад – робот AgBot. Він використовується в сільському господарстві для автоматизації таких завдань, як посадка, полив і збір урожаю. AgBot використовує обробку зображень на основі ШІ та машинне навчання, щоб розпізнавати рослини, ідентифікувати бур’яни та забезпечити оптимальний догляд. Це дозволяє вести більш ефективне та точне сільськогосподарське виробництво.

RoboBee

Vimeo

Завантажуючи відео, ви приймаєте політику конфіденційності Vimeo.
дізнатися більше

Завантажте відео

Джерело: wyss.harvard.edu

Der RoboBee — це мініатюрний робот, розроблений Гарвардським університетом за зразком бджоли. RoboBee може літати та використовує алгоритми ШІ, щоб вивчати автономні рухи та адаптуватися до різних середовищ. Його основне використання - моніторинг навколишнього середовища та запилення.

НАО

YouTube

Завантажуючи відео, ви приймаєте політику конфіденційності YouTube.
дізнатися більше

Завантажте відео

Джерело: @AldebaranRobots

НАО це маленький людиноподібний робот, розроблений компанією SoftBank Robotics. Він використовується в освіті, дослідженнях і розвагах. NAO оснащений можливостями штучного інтелекту, щоб розуміти мову, розпізнавати взаємодію людей і підтримувати освітні програми для дітей. Робот може рухатися, жестикулювати та взаємодіяти з людьми в режимі реального часу.

Baxter

YouTube

Завантажуючи відео, ви приймаєте політику конфіденційності YouTube.
дізнатися більше

Завантажте відео

Джерело: @RethinkRobotics

пильщик – це колаборативний робот від HAHN Group у Бохумі. Він створений для безпечної роботи поруч з людьми та виконання простих виробничих завдань. Sawyer використовує алгоритми ШІ, щоб розпізнавати людей, планувати дії та реагувати на непередбачені ситуації. Він може використовувати машинне навчання для вивчення нових завдань і адаптації до змін у своєму середовищі.

Хірургічна система Да Вінчі

YouTube

Завантажуючи відео, ви приймаєте політику конфіденційності YouTube.
дізнатися більше

Завантажте відео

Джерело: @Інтуїтивно зрозумілий

Десять кубометрів Хірургічна система Да Вінчі це відома роботизована система, яка використовується в малоінвазивній хірургії. Це дозволяє хірургам виконувати точні рухи за допомогою роботизованих інструментів. Це призводить до менших розрізів, меншої втрати крові та швидшого часу відновлення пацієнтів.

Це лише кілька прикладів застосування ШІ в робототехніці, є багато інших.

Фінансування штучного інтелекту в Північному Рейні-Вестфалії: різноманітна підтримка технологічного прогресу

Уряд землі Північний Рейн-Вестфалія запустив кілька ініціатив і вжив заходів для просування технології ШІ. Вони мають на меті допомогти зробити Північний Рейн-Вестфалію провідним місцем для досліджень, розробки та застосування ШІ. Ось кілька прикладів:

Стратегія штучного інтелекту NRW: уряд штату має таку AI стратегія розроблений. Стратегія спрямована на використання потенціалу ШІ для бізнесу, суспільства та адміністрації.

На малюнку показано логотип платформи компетентності KI.NRW

У цьому контексті також Платформа компетенції KI.NRW розроблений. Це центральна точка контакту для ШІ в Північному Рейні-Вестфалії. Мета полягає в тому, щоб прискорити передачу ШІ з передових досліджень у бізнес, створити провідний регіон для професійної кваліфікації в галузі ШІ та надати поштовх для соціального діалогу. Крім того, KI.NRW підтримує зонтичний бренд Флагмани на базі KI.NRW проекти, що фінансуються державою як проекти маяка ШІ.

Варто особливо відзначити той, який зараз засновується А. І. Село у Херті. Він має стати першим повністю оцифрованим кампусом для дослідження, розробки та практичної демонстрації додатків ШІ та робототехніки в Європі. Основна увага повинна бути зосереджена на освіті та навчанні. Викладачі та студенти можуть скористатися курсами безперервної освіти в сферах робототехніки, машинного навчання, науки про дані та суверенітету даних.

Північний Рейн-Вестфалія також пропонує різні програми фінансування, які підтримують проекти ШІ. Серед них, наприклад, Програма інновацій штучного інтелекту (KI-IP), яка сприяє передачі результатів досліджень ШІ в промисловість, і програма фінансування «Застосування ШІ в промисловості», яка підтримує компанії в розробці та впровадженні ШІ.

Підтримка вчителів і студентів у Північному Рейн-Вестфалії: досвід і знайомство з технологіями ШІ та робототехнікою

У Німеччині відчувається велика нестача кваліфікованих працівників у сфері ШІ та робототехніки. Згідно з дослідженням Німецького економічного інституту (IW) у 2020 році, у Німеччині не вистачало близько 124.000 2025 ІТ-спеціалістів, включаючи експертів у сфері ШІ та робототехніки. А за оцінками галузевої асоціації Bitkom (Федеральної асоціації інформаційних технологій, телекомунікацій і нових медіа), до 114.000 року знадобиться близько 77 2.000 додаткових експертів у сфері ШІ. Опитування також показало, що 3.000 відсотків опитаних компаній вважають, що нестача кваліфікованих працівників у сфері штучного інтелекту та робототехніки обмежує їхню інноваційну силу. Особливо не вистачає експертів з машинного та глибокого навчання. За приблизними підрахунками, зараз у цій галузі працює лише близько XNUMX-XNUMX експертів.

Штучному інтелекту відведено постійне місце в класах інформатики в NRW

ШІ часто сприймається як складна технологія, яку можуть зрозуміти та розробити лише професіонали. Навички в цій галузі інформатики можна надати в школі відповідно до віку. Отже, після введення обов’язкового предмета інформатика в 5/6 класах усіх середніх шкіл у 2021/22 навчальному році в Північному Рейн-Вестфалії, сфера штучного інтелекту також займає постійне місце на уроках інформатики. Тут, серед іншого, обговорюються приклади застосування ШІ з повсякденного життя студентів і викладаються основні принципи машинного навчання.

Освіта з робототехніки для вчителів і студентів у Північному Рейн-Вестфалії

Є різноманітні пропозиції у сфері робототехніки та штучного інтелекту для вчителів та учнів. Особливо відомим гравцем у Північному Рейн-Вестфалії є Інститут інтелектуального аналізу та інформаційних систем Фраунгофера IAIS. З усіх інститутів Фраунгофера він найбільш активний у сфері STEM-освіти та заохочення молодих талантів.


«ШІ змінить наше життя. Ми більше не можемо цього уникнути», — каже Леймбах. «Ось чому ми в IAIS раді, якщо зможемо залучити та просувати більше дизайнерів у цій галузі технологій».

Торстен Леймбах, керівник бізнес-підрозділу Smart Coding and Learning у Fraunhofer IAIS і керівник ініціативи Roberta

На фото зображений Торстен Леймбах.
Фото: Fraunhofer IAIS

Найбільш відомі проекти IAIS – це Roberta і Open Roberta. З Ініціатива Роберта З 2002 року інститут пропонує вчителям тренінги з використання робототехніки та цифрових навчальних матеріалів. Також походить від IAIS OpenRoberta. Ця платформа програмування з відкритим вихідним кодом відома в усьому світі та має 350.000 XNUMX переглядів на місяць.
Крім того, IAIS також консультує державні установи, такі як Міністерство шкіл і освіти землі Північний Рейн-Вестфалія, або навчає тренерів у компаніях. Торстен Леймбах, керівник бізнес-напряму Smart Coding і навчання в Fraunhofer IAIS і керівник ініціативи Roberta, підкреслив, наскільки важливий IAIS для просування молодих талантів.

zdi: Наступ спільноти для молодих студентів STEM у Північному Рейні-Вестфалії

Теми ШІ та робототехніки також є центром спільного наступу на майбутнє через Innovation.NRW (zdi). Багато мереж і студентських лабораторій zdi пропонують курси з цих ключових тем. У Падерборні, наприклад, учні 5-9 класів вивчають Як працює ШІ знати. З пропозицією центру zdi Lippe.MINT Kreis Lippe молоді люди занурюються в мережевий світ Індустрії 4.0 і запрограмувати свого цифрового двійника. На платформі спільноти zdi є огляд усього пропозиція від zdi.

З 2006 року змагання роботів zdi невід’ємною частиною роботи громадського наступу. Ентузіазм робототехніки можна спостерігати в командах щороку. Про те, що змагання є ефективною формою популяризації молодих талантів, свідчить, наприклад, кількість учасників, які згодом самі стають тренерами та професійно орієнтуються на робототехніку – як наша героїня ЗДІ, технік-мехатронік. Софі Шарлотта Кюнеке.

Інші можливості для отримання освіти та навчання в Північному Рейному Вегетаріані

  • AI4Schools: У проекті AI4Schools студенти можуть дізнатися все про ШІ та познайомитися з професіями, орієнтованими на майбутнє. Навчання дає змогу вчителям закріпити знання в школі на тривалий термін.
  • Померти Платформа AI у професійній підготовці від Google Future Workshop, а Fraunhofer IAIS пропонує безкоштовні онлайн-навчання та навчальні та навчальні матеріали.
  • МЕРЕЖА Q 4.0 - мережа для кваліфікації професійно-технічного персоналу в цифрових змінах. Німецький економічний інститут (IW) розробляє та тестує регіональні та галузеві формати підвищення кваліфікації для тренерів та інших викладачів, які проходять навчання, разом з навчальними закладами економіки та іншими навчальними закладами. Огляд освітньої пропозиції

Як ШІ змінює нашу шкільну систему?

zdi нещодавно поспілкувався з математиком YouTuber і освітнім підприємцем Даніелем Юнгом. В інтерв’ю він підкреслив, що освіта є однією зі сфер, яку особливо сильно змінить ШІ в найближчі п’ять років. Lesen Sie Mehr.


Повідомлення в блозі в основному базується на дослідженнях в Інтернеті. Ми також хотіли б подякувати Торстену Леймбаху з Fraunhofer IAIS, який під час інтерв’ю надав багато корисної інформації щодо теми та того, що пропонується в NRW.

Вас також можуть зацікавити ці дописи

На фотографії зображено скріншот з інтерв’ю між Гвендолін Пол (ліворуч) і Даніелем Юнгом (праворуч).

Allgemein, Інформатика

В інтерв’ю: математичний YouTuber і освітній підприємець Деніел Юнг

Інформатика

Pact for IT: цифрові навички для робочого світу завтрашнього дня

Інформатика

Програмування стало легким за допомогою курсу zdi «Кібербезпека»