Одна из вещей, которая имеет для меня наибольшее значение, — это влияние человечества на окружающую среду, и одним из наиболее заметных наших воздействий является мусор. В то время как волонтеры, сотрудники и государственные служащие регулярно убирают мусор, всегда есть что-то, что мы пропускаем или не можем убрать своими мясными телами. Например, во время прогулки по национальному парку Зайон я заметил, что на тропе или рядом с ней не так много мусора, и что большая часть мусора находится в труднодоступных для людей местах, например, десять метров вниз по крутому склону или пять метров вверх. в дереве. Именно тогда я решил, что разработка технологии, которая позволит нам лучше убирать мусор в парках, на обочинах дорог и в дикой природе, будет очень важна.

Я не мог просто согласиться с этой идеей. Вероятно, в таких ситуациях не так много денег на уборку отходов, особенно с ранними роботами, которые не так надежны и с большей вероятностью будут повреждены и сами станут мусором. Без больших денег я, вероятно, не смог бы финансировать разработку действительно надежных ботов, способных справляться со сложными и опасными внешними условиями. Дома — это организованная, защищенная и в основном безопасная среда, о которой мы, люди, глубоко заботимся и на которую регулярно тратим деньги, поэтому они являются идеальной средой для первого поколения ботов-уборщиков мусора.

По усмотрению владельцев парк ботов для уборки мусора может записывать данные о своей повседневной деятельности, а также о крайних случаях и нерешенных проблемах, с которыми они сталкиваются. Надеюсь, с этими данными моя компания сможет итеративно улучшать роботов и начинать развивать машинные инстинкты, которые им понадобятся, чтобы выжить снаружи.

На деньги, полученные от продаж (и функции, если эта бизнес-модель необходима), гипотетическая компания сможет финансировать исследования и разработки, необходимые для создания каркасов роботов, которые более устойчивы к непогоде и в то же время более функциональны.

Надеемся, что в конечном итоге роботы станут достаточно надежными, чтобы вскоре после этого их услуги можно было распространить на дворы и парки. Мы надеемся, что использование этой модели запуска в организованной защищенной среде и повышение устойчивости ботов, чтобы они могли преуспевать во все более и более сложных условиях, должно увеличить шансы на успех и достижение конечной цели.

В идеале такой прогресс должен требовать лишь нескольких больших прыжков в таких средах, как домохозяйства, дворы, парки, парковки, дороги, тропы и кемпинги, общая дикая местность и, наконец, надеюсь, океан.

Первоначальные характеристики версии для дома, которую я снимаю, следующие:
- помещается в куб размером 30 см x 30 см x 30 см.
- Должна быть возможность идентифицировать, отслеживать, перемещаться, получать и утилизировать мусора в специальном мусорном ведре.
- Когда вы держите предмет, который может быть мусором или не мусором, основываясь только на зрении, необходимо использовать хотя бы какой-то датчик веса, чтобы решить, положить предмет обратно или нет.
-Специальная корзина для мусора должна быть не выше 30 см и легко опорожняться оператором.

Поскольку сборка рамы дорога и сложна в проектировании, я решил сначала поработать над спецификациями компьютерного зрения робота. Первая спецификация CV, над которой я планирую работать, — это способность идентифицировать мусор. Для выполнения этой задачи я планирую спроектировать и обучить глубокую нейронную сеть, которая может классифицировать и размещать ограничивающие рамки вокруг каждого элемента в поле зрения робота и которая может работать с высокой частотой кадров на TPU с коралловым краем.

Для обучения этой стартовой нейронной сети я попытаюсь найти наборы данных в Интернете и создать свой собственный. Для своих первых наборов данных я попытаюсь использовать зеленые экраны и автоматическое редактирование фотографий, чтобы создать данные с гораздо большим количеством вариаций, чем в самих настоящих исходных изображениях. Например, я мог бы создать автоматизированного робота для фотосъемки, состоящего из пи-камеры Raspberry, нуля пи, мотора и коробки с зеленым экраном. Я мог положить в коробку разные предметы, а затем двигатель яростно встряхнул бы ее определенное количество раз, пока камера делала снимок после каждого встряхивания коробки. Затем я мог делать снимки, используя камеру и пи-борд вокруг моего дома, с камерой на той же высоте и под таким же углом к ​​полу, что и к коробке раньше для фона. Затем я могу создавать различные комбинации элементов, выбирая различные комбинации элементов на изображениях зеленого экрана. С этим большим расширенным набором данных я мог затем сгенерировать во много раз больший набор данных, выбирая фотографии для каждого фона для каждого изображения. Таким образом, если я использую 100 комбинаций по 10 элементов в каждой, заставляю робота трясти коробку 10 раз для каждой комбинации и использую 100 фонов, мне нужно будет пометить только 1000 изображений, но путем фотошопинга различных комбинаций элементов из зеленого изображения экрана Я мог бы умножить размер этого набора данных на 2¹⁰-1 = 1023, а путем подбора фотографий каждого фона в каждое изображение зеленого экрана я мог бы умножить набор данных еще в 100 раз, в результате чего получился бы набор данных из 102,3 миллиона изображений. Я уверен, что такой расширенный набор данных не будет таким мощным, как набор данных реальных изображений такого размера, но, вероятно, он будет лучше, чем просто большой набор данных из 1100 реальных изображений. Я посмотрю и вернусь сюда, чтобы узнать, насколько хорошо это сработает.

Двумерное описание наборов данных, подобное этому, может быть более полезным, чем одномерное описание размера, поэтому наряду с размером набора данных я буду использовать меру избыточности набора данных, которая представляет собой количество изображений в наборе данных, деленное на количество реальных изображений, используемых для создать их. Таким образом, ранее гипотетический набор данных имел размер 102,3 МБ и избыточность 93 КБ. Если этот проект сработает, то, конечно, я постараюсь уменьшить избыточность до 1, но каждый следующий порядок будет сложнее предыдущего.

Это только начало моего проекта и моего блога, поэтому я не думаю, что многие люди прочитают это, но я надеюсь, что даже если я никогда не достигну своей конечной цели улучшения нашего отношения к окружающей среде, я узнаю и расти много через путешествие пытаясь добраться туда.