1 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное. - презентация

1 1 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Используемые инструменты Webots Модель робота Программирование робота Симуляция Nao

2 2 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Модель робота

3 3 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Описание действий: Базовые действия: шаг вперед, назад, в стороны и т.п. Способы задания движений: Числовые последовательности Набор функций – зависимостей положений сервомоторов от времени

4 4 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Постановка задачи: Разработка метода генерации движений, на примере шага вперед Параметризация шага вперед Оптимизация параметров с помощью ГА Цель: максимизировать скорость движения Выбор оптимальных параметров ГА

5 5 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Параметризация движения HipPitch и AnklePitch: частично заданы кусочно- постоянными функциями Пять параметров: A pitch, A HipRoll, A AnkleRoll, k, ω – особь для ГА

6 6 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Оптимизация параметров Используется ГА Оптимизируется набор параметров, подобранный вручную Кроссовер для вещественного кодирования: Арифметический BLX-alpha кроссовер Мутация Элитизм

7 7 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Функция приспособленности Движение моделируется в Webots Приспособленность пропорциональна пройденному расстоянию робот не упал робот упал

8 8 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Выбор параметров ГА На основе экспериментов подобраны оптимальные параметры ГА Элитизм: 20% Мутация: 30% Размер популяции: 30 особей BLX-alpha кроссовер Время на тестирование особи: 20 сек

9 9 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Сравнение полученного движения с аналогом ДвижениеСкорость, м/мин Поворот в сторону, o /мин Стандартное движение Начальное движение Полученное движение

10 10 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Результаты Предложенный метод был успешно применен для построения движения вперед Выбраны оптимальные параметры ГА Получены движения, сравнимые с аналогами, полученными другими методами

11 11 Применение методов искусственного интеллекта в разработке управляющих программных систем. Первый этап Разработка, программная реализация и экспериментальное исследование метода применения генетических алгоритмов для построения системы управления виртуальным человекоподобным роботом (на примере управления ходьбой) Полученное движение (видео)