Valaitis, Vytautas „Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose“ (VU MIF)

Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Vytautas Valaitis

2013

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Judesio atlikimo mechanizmas

Anglų neurologas J.H.Jackson’as (1835-1911) motorinęsistemą aprašė, kaip hierarchiškai suformuotą sistemą.Rusų neuropsichologui N.Bernstein’ui (1897-1996) pavykopibrėžti kelias logines smegenųoperacijas, vykstančias judesio reguliavimo metu.

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Judesiai gamtoje

Tikslas (vok. sollwert)

Komparatorius

Motorinė programa

Motoriniai neuronai

Raumenys

Esama padėtis (vok. istwert)

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Atgalinės kinematikos problema

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

2 laisvės laipsniai

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

3 laisvės laipsniai

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

3 laisvės laipsniai

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Vienasluoksnis perceptronas

x1

x2

...

xn

n∑

i=1

(xiwi

)+ w0 y

1

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Delta taisyklė

∆wji = α(tj − yj)g ′(hj)xi

α – mokymo žingsnisg(x) – aktyvavimo funkcijat – trokštamas išėjimash – įvestys su svoriais, sumay – tikrasis išėjimasx - įėjimas

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Atgalinės kinematikos problema su neuroniniu tinklu

Galimybė rinktis greitį arba tikslumąPrisitaiko prie pakitusių sąlygų

pakitusio uždaviniomechaninio nusidėvėjimo

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Simuliacija

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Simuliacija

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Simuliacija

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Simuliacija

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Duomenys

− 60 − 40 − 20 0 20 40 60x

− 60

− 40

− 20

0

20

40

60

y

Training and test ing data

task 1

task 2

task 3

1

2 3

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

50 iteracijų

0 20 40 60 80 100 120 140 160

iterat ions

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

err

or

(mse

)Error over iterat ions

task 1 task 2 task 3

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

100 iteracijų

0 50 100 150 200 250 300

iterat ions

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

err

or

(mse

)Error over iterat ions

task 1 task 2 task 3

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

1000 iteracijų

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

iterat ions

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

err

or

(mse

)Error over iterat ions

task 1 task 2 task 3

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Daugiaagentės sistemos

Parinkti neuroninio tinklo parametrusIšmokti rankos formąPalyginti skirtingus algoritmus

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Judesių trajektorijos

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Judesių tipai

RefleksasDalinai koordinuotas judesysKoordinuotas judesys

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Judesio trajektorija

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Rankų dalių ilgiai

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose

Rankų dalių ilgiai

Vytautas Valaitis Gamta paremti judesiai dirbtinėse sistemose