канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 117997
д-р техн. наук, гл. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 117997
канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
г. Москва
PhD, Leading Research
Moscow, 117997
Рассматривается актуальная задача разработки бионических роботов, в частности роботов на четырех ногах. Преимуществами такого класса роботов является способность к передвижению по неровной местности, осуществлению разведывательной, спасательной и другой опасной работы, при выполнении которой они могли бы заменить человека. Приведен обзор существующих наиболее известных и функциональных бионических роботов на четырех ногах, описаны их сильные и слабые стороны, особенности движения и применения. Выделена основная проблематика в разработке таких устройств и систем управления ими. В качестве объекта бионики исследуется реализация системы управления скелетными структурами семейства млекопитающих кошачьи (или фелиды). Приводится информация о проведенной научно-исследовательской работе и опытно-конструкторской разработке интерактивного бионического робота класса фелидов. Рассмотрены особенности аппаратной и программной реализации робота, приведены схематичные и реальные изображения конструкции. Главной отличительной особенностью разработанного робота является наличие специальной операционной памяти для межуровневого взаимодействия. Подробно освещается применение микрокомпьютерного устройства с блоком нейронной обработки для решения задачи технического зрения. Приводятся результаты тестирования машинного зрения с применением нейронной сети Yolo3 в режиме потокового видео. Средняя точность распознавания открытого лица в результате проведенных тестов составила 95 %. При различных степенях окклюзии средняя оценка составила 80 %, также были выявлены варианты окклюзии, при которых нейронная сеть не смогла распознать лица. Делается акцент на том, что разработанный робот в своем составе имеет аппаратную составляющую из бюджетной и доступной элементной базы и, таким образом, предлагает более дешевую альтернативу более дорогим роботам данного класса, сохраняя при этом большинство функций. В заключении статьи обсуждаются преимущества и недостатки предлагаемого робота и возможность его применения в жизнедеятельности человека, в том числе при решения различных практических задач.
The authors consider the urgent task of developing bionic robots, in particular robots on four legs. Their advantages are the ability to move on uneven terrain, to perform reconnaissance, rescue and other dangerous work, where they could replace humans. A review of the existing best-known and most functional bionic four-legged robots is given, with descriptions of their strengths and weaknesses, as well as peculiarities of their movement and use. The main problems in the development of such devices and their control systems are highlighted. The article provides information on the research and development of an interactive bionic robot of the felid class, whose skeletal structure control implementation is deeply explored. The features of hardware and software implementation of the robot are considered, and schematic and real images of the construction are presented. The application of a microcomputer device with a neural processing unit to solve the problem of machine vision is highlighted. The results of testing machine vision using the Yolo3 neural network in streaming video mode are presented. The average accuracy of the open face recognition as a result of the tests was 95 %. For different degrees of occlusion, the average score was 80 %, and occlusion variants in which the neural network was unable to recognize faces were also identified. The article concludes with a discussion of the advantages and disadvantages of the proposed robot and the possibility of its application in human life, including the solution of various practical tasks.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.