克日,,,,,,优德官网团结中科院盘算所、美国乔治亚理工大学、美国罗切斯特大学在Communications of the ACM 上揭晓了已往三年相助研究的效果,,,,,,解答怎样提升机械人盘算系统可靠性问题,,,,,,这是天下上首个系统性研究支持差别机械人形态的盘算系统可靠性的研究事情,,,,,,为优德官网后续在具身智能机械人标准系统的事情打下了坚实的手艺基础。。。。。。
The Vulnerability-Adaptive Protection Paradigm Moving toward reliable autonomous machines. Communications of the ACM https://dl.acm.org/doi/10.1145/3647638
在小我私家电脑和智能手机之后,,,,,,下一代无处不在的盘算平台很可能是机械人系统,,,,,,特殊是具身智能机械人系统,,,,,,如效劳机械人、工业机械人、农业机械人、自动驾驶汽车、无人机等。。。。。。这些手艺已经从实验室中的看法生长为普遍应用于交通、物流、制造、家居效劳和农业等险些所有社会领域。。。。。。据展望,,,,,,到2025年底,,,,,,美国将有2.84亿辆汽车在运行,,,,,,其中大大都将具备一定水平的自动驾驶功效。。。。。。与此同时,,,,,,自动驾驶无人机市场预计将抵达428亿美元,,,,,,年销量将凌驾200万架。。。。。。
机械人的迅速普及背后是对其可靠性的迫切需求。。。。。。最近几起引发普遍关注的事故,,,,,,进一步凸显了为自主机械构建可靠盘算系统的主要性。。。。。。例如,,,,,,险些所有供应商,,,,,,无论是在软件、硬件照旧辖档挽域,,,,,,都必需在提供汽车产品时遵照功效清静标准。。。。。。因此,,,,,,系统性地研究机械人系统的可靠性以及清静性迫在眉睫,,,,,,本文的揭晓填补了这个偏向的空缺,,,,,,为后续的事情涤讪了坚实的手艺基础。。。。。。
本文的要害看法:
- 机械人的清静性和顺应性是一个要害问题,,,,,,硬件和软件的故障可能带来严重的清静隐患。。。。。。
- 机械人软件栈中的算法焦点并非都具备相同的弹性——前端焦点通常比后端焦点更为稳健。。。。。。
- 本文提出的自顺应懦弱性防护机制是一种经济高效的提升自主机械可靠性的要领;;;;;;;;;;;;ぷ试矗ㄎ蘼凼强占湔站墒奔洌┯ζ局そ沟愕墓逃械跃傩邪幢壤峙。。。。。。
- 机械人实质上是一个网络物理系统 (Cyber Physical System),,,,,,其盘算网络的弹性直接影响其物理性能。。。。。。
基于软件和硬件的差别;;;;;;な忠斩缘宰灾骰档纳杓朴跋。。。。。。我们提出的懦弱性自顺应;;;;;;ど杓乒娣叮╒AP)可配合优化性能、能效和弹性。。。。。。
盘算延迟和功耗对自动驾驶汽车系统的影响。。。。。。(a) 当要避开的物体越近,,,,,,对延迟的要求就越严酷。。。。。。(b) 随着自动驾驶系统功率的增添,,,,,,驾驶时间会缩短
(a) 自动驾驶汽车(Autoware)和 (b) 无人机(MAVBench)的性能和弹性权衡。。。。。。X 轴代表前端和后端的算法节点。。。。。。左 y 轴代表单个节点的实测性能,,,,,,右 y 轴代表弹性。。。。。。前端体现出高运行时间和高恢复能力,,,,,,此后端体现出低运行时间和低恢复能力。。。。。。
基于能量比例;;;;;;ど杓圃虻淖运秤收媳;;;;;;ど杓乒娣 VAP,,,,,,前端内核接纳基于软件的手艺,,,,,,后端内核接纳基于硬件的手艺。。。。。。
下一步,,,,,,优德官网将基于这些学术效果与多个国际标准组织相助建设具身智能(EAI)系统的标准系统,以确保 EAI 系统的清静性、可靠性、性能和可用性。。。。。。
下图展示了带有种种要害组件的 EAI 机械人系统,,,,,,凸显了这些系统所需的重大性和集成性。。。。。。这种重大性凸显了对标准框架的迫切需要,,,,,,以确保清静性、可靠性、性能和可用性。。。。。。
EAI 系统的清静性至关主要,,,,,,由于这些系统通常在靠近人类的情形中运行,,,,,,任何以障或意外行为都可能导致严重危险或危险。。。。。。确保清静包括通过可靠的硬件和软件集成、实验故障包管和紧迫阻止机制以及遵守严酷的清静标准来预防事故。。。。。。
EAI 系统的可靠性涉及物理组件的耐用性,,,,,,确保它们能够经受经常性使用,,,,,,而不会经常泛起故障或失灵。。。。。。???????煽啃曰股婕凹岢治裙痰男阅埽,,,,,即系统在种种运行条件下都能准确高效地执行使命。。。。。。软件的稳固性至关主要,,,,,,它要求嵌入式人工智能算法和软件在运行时不会泛起瓦解、过失或可能破损功效的重大过失。。。。。。别的,,,,,,容错性也至关主要,,,,,,它允许系统处置惩罚故障或过失并从中恢复,,,,,,同时将对性能和清静性的影响降至最低。。。。。。
EAI 系统的性能标准涉及所执行使命的准确性,,,,,,例如准确的行动和对输入的准确响应。。。。。。这些标准还包括系统完成使命的速率,,,,,,以确保操作的实时性和响应性。。。。。。另一个要害领域是资源使用效率,,,,,,包括功耗和盘算资源,,,,,,确保系统能够在不使用过多能源或处置惩罚能力的情形下执行其功效。。。。。。
可用性标准可确保 EAI 系统在与人类用户交互时利便用户、易于会见和有用。。。。。。易用性至关主要,,,,,,可确保具有差别专业手艺水平的用户都能直观地操作系统。。。。。。???????苫峒匀繁2畋鹉芰筒屑驳男∥宜郊叶寄苁褂孟低。。。。。。
只管这些标准很是主要,,,,,,但 EAI 行业仍处于起步阶段,,,,,,现在还缺乏周全的标准框架来确保 EAI 系统的清静性、可靠性、性能和可用性。。。。。。制订和实验这些标准关于增进 EAI 手艺的普遍接纳和有用安排至关主要。。。。。。
EAI 系统和智能电动汽车(IEV)在重大性和清静要求方面有相似之处。。。。。。这两种系统都依赖于重大的传感器、执行器和控制算法,,,,,,在动态情形中执行重大的使命,,,,,,并且往往与人类近在咫尺。。。。。。因此,,,,,,我们可以借鉴 IEV 行业的看法来制订 EAI 系统的标准框架。。。。。。
IEV 的标准框架由 50 多个标准组成,,,,,,这些标准组成了从组件级到完整系统级的周全指导和划定。。。。。。在组件层面,,,,,,标准对电池、传感器和电机等单个部件的质量和兼容性举行认证。。。。。。例如,,,,,,ISO 6469 和 IEC 62133 重点关注电池清静,,,,,,确保电源在种种运行条件下都结实可靠。。。。。。同样,,,,,,ISO 26262 涉及电气和电子系统的功效清静,,,,,,这对自动和半自动驾驶功效的清静运行至关主要。。。。。。在整个系统层面,,,,,,要将这些组件集成到一辆完整的汽车中,,,,,,还需要制订其他标准。。。。。。例如,,,,,,ISO 21434 专注于蹊径车辆的网络清静,,,,,,确保???????刂葡执缍档闹卮笕砑系统免受黑客攻击和其他网络威胁。。。。。。ISO 26262 为识别和降低与汽车电气和电子系统相关的危害提供了一个框架。。。。。。这些标准确保车辆的各个方面,,,,,,从单个组件到集成系统,,,,,,都切合严酷的清静和性能标准。。。。。。
因此,,,,,,我们可以在 IEV 标准的基础上建设 EAI 系统标准。。。。。。然而,,,,,,EAI 系统具有差别于 IEV 的奇异特征。。。。。。首先,,,,,,EAI 系统经常与人类互动,,,,,,因此可用性是标准制订的一个要害领域。。。。。。其次,,,,,,相同的 EAI 系统可用于差别的场景,,,,,,因此有须要制订针对特定场景的性能标准。。。。。。第三,,,,,,群集智能是EAI系统安排的一个奇异特征,,,,,,因此必需制订相助评分标准,,,,,,以评估差别EAI系统的相助情形。。。。。。
现在事情希望请见:https://cacm.acm.org/blogcacm/establishing-standards-for-embodied-ai/
