Προηγμένη Τεχνητή Νοημοσύνη Mirror Perspective-Taking with a Humanoid Robot Justin W. Hart and Brian Scassellati 16 Ιανουαρίου 2013 Τσιλιώνης Ευθύμιος (12Μ11)

Εισαγωγή Γενικότερος Σκοπός: Δημιουργία ρομπότ που να επιτυγχάνει στο Mirror Test (Gallup ,1970) Προαπαιτούμενα: Αυτογνωσία (προηγούμενη δουλειά) Χρήση του καθρέπτη για spatial reasoning

Γενική Αρχιτεκτονική End-effector Model: Περιγραφή κίνησης στο χώρο Perceptual Model: Περιγραφή συστήματος όρασης Perspective-Taking Model: Χρήση της προοπτικής του καθρέπτη Structural Model: Εξωτερική 3D δομή Appearance Model: Χαρακτηριστικά εξωτερικής επιφάνειας Functional Model: Επίδραση ενεργειών σε αντικείμενα

Perspective-Taking Model Ο υπολογισμός της θέσης στο χώρο του end-effector γίνεται μέσω των αντικατοπτριζόμενων καμερών (Mirror-Perspective Cameras) Διαδικασία: Καταγραφή τριών θέσεων του end-effector σε διάφορες στάσεις Ji Πρόβλεψη από End-effector model Ĵi Ανακατασκευή από Perceptual model ĵi & ĵi′ Δισδιάστατη θέση στο καθρέπτη από κάθε κάμερα Αρχικές εκτιμήσεις των Mirror-Perspective Cameras με βάση το επίπεδο του καθρέπτη Μη γραμμική βελτίωση των Mirror-Perspective Cameras

Perspective-Taking Model

Περιγραφή διαδικασίας End-effector model Χρήση ομογενών συντεταγμένων Εφαρμογή παραμέτρων Denavit-Hartenberg για τις κινηματικές αλυσίδες(kinematic chains) Κάθε άρθρωση(joint) έχει 4 παραμέτρους Με βάση το forward-kinematic model η θέση δίνεται από: Μ : μετασχηματισμός που ασκείται στο επόμενο joint

Περιγραφή διαδικασίας Perceptual model Pinhole Camera Model Intrinsic matrix : Extrinsic parameters : R-προσανατολισμός, C-θέση στο χώρο Ideal projection matrix : Camera projection matrix : Από 3D σε 2D : και άρα Με βάση τα ĵi & ĵi′ υπολογίζεται το Ĵi

Περιγραφή διαδικασίας Αρχική εκτίμηση των Mirror-Perspective Cameras Ίδιο intrinsic matrix με πραγματικές Υπολογισμός του επιπέδου του καθρέπτη Μέσο διάνυσμα: Υπολογισμός Π4: Επίπεδο καθρέπτη:

Περιγραφή διαδικασίας Υπολογισμός θέσης Mirror-Perspective Cameras Υπολογισμός προσανατολισμού: Τομή επιπέδου καθρέπτη και άξονα-z κάμερας Άξονας-z Mirror-Perspective Camera: Ο προσανατολισμός είναι η μετάθεση της περιστροφής του άξονα που είναι κάθετος και στους δύο άξονες-z

Περιγραφή διαδικασίας Μη γραμμική βελτίωση Ελαχιστοποίηση της απόστασης μεταξύ των προβολών του end-effector και των 2D ισοδύναμων θέσεων για m δείγματα Χρήση του αλγόριθμου Levenberg-Marquardt

Πειράματα Χρησιμοποίηθηκαν 3 διαφορετικές θέσεις του καθρέπτη Για κάθε θέση 150 διαφορετικές πόζες του βραχίονα δοκιμάστηκαν (50 για εκπαίδευση, 100 για εξέταση) Έλεγχος απόδοσης συστήματος: Μέση απόσταση σε 2D και 3D μεταξύ προβλέψεων και μετρήσεων της θέσης του end-effector

Αποτελέσματα Πλεονεκτήματα Καλή επίδοση μετά απο 10 εκπαιδεύσεις Σχετίζεται καλά με το στόχο της επίτευξης του Mirror Test Κάνει προβλέψεις με βάση την αυτογνωσία Μειονεκτήματα Καλύτερη επίδοση όταν ο end-effector είναι στο οπτικό του πεδίο Η βελτιστοποίηση των mirror-perspective cameras γίνεται ανεξάρτητα της μιας από την άλλη

Αποτελέσματα

Ευχαριστώ! Τέλος