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机器人设计与自动化中的计算美学

2022-09-21 10:12:124636

计算美学研究使用计算机创建的事物的设计和外观。它相对较新，仍处于起步阶段。然而，它已经对我们思考机器人和自动化的方式产生了重大影响。

计算机美学专注于计算机如何在没有人为干扰或输入的情况下创建外观完美的设计。这意味着它可以让我们设计机器人，而不必担心它们一旦生产出来后的外观或功能。

这使设计师可以自由和灵活地创建他们的产品，因为他们不必担心完成后的外观或功能。这也使他们更容易尝试新的想法和风格，因为这些不会对最终产品的外观或功能产生任何直接影响。

计算美学有几个分支，所有这些分支都涉及研究和评估计算机生成的图像和动画的图形和符号方面。他们包括：

机器人自动化彻底改变了制造和物流。同时，它催生了计算美学的一个新分支，即机器人信息学。

机器人信息学研究机器人如何与周围环境交互，以及这如何影响其设计的美感。它考虑了诸如如何创建具有视觉吸引力的机器人以及如何确保它们以美观的方式行事等问题。

尽管该领域的研究仍在进行中，但已经取得了一些有希望的成果。例如，一项研究表明，人们对具有良好设计功能的视觉吸引力机器人反应更积极。这可能有助于提高行业的效率和生产力，同时为机器人技术创造更积极的形象。

计算美学影响机器人编程的主要方式之一是提供设计和改进机器人的新方法。这些新方法是人工智能(AI)、机器学习(ML) 和深度学习(DL)。

所有这些方法都涉及教计算机做他们曾经不可能做的事情。特别是 ML 是一种 AI 形式，它允许计算机从经验中学习并根据这种经验随着时间的推移提高其性能。DL 类似于 ML。不同之处在于它使机器人能够从数据和其他机器中获取知识。

借助深度学习，机器人可以变得更有创造力——它们可以学习如何创建人类自己无法想出的设计，至少不是不费力气！

机器人自动化已经证明它具有提高工厂运营效率和准确性的潜力，尤其是随着机器人在设计领域变得越来越流行。但是，它也可能导致创建不美观的对象。

为了避免这种情况，我们必须学习如何正确地对机器人进行编程。这将使我们能够创建看起来不错且功能有效的对象。它还将为我们提供以前无法实现的精确度和细节水平。有许多具有先进计算美学的机器人，它们在制造、医疗保健和安全领域变得越来越普遍。

在对机器人进行编程以确保计算美学时，需要遵循一些原则：

一些美观机器人的著名例子包括谷歌的自动驾驶汽车和 Five9 的触觉真空吸尘器。由于其创新的设计和令人印象深刻的功能，这两种技术都得到了消费者的压倒性认可。

您可能熟悉的其他具有高级计算美学的机器人包括DARPA 的智能机器人车辆 (IRV) 程序和 SoftBank Robotics 的 Pepper 人形机器人。这两种技术特别值得注意的是它们能够与人类自然互动，这使得它们在未来的工作场所具有潜在的价值。

还有其他具有先进计算美学的机器人，而且它们每年都变得越来越普遍。这里有些例子：

人形机器人Sophia的设计外观和感觉都像人类，可以学习和理解人类的情感。Hanson Robotics 开发的机器人可以使用自然语言处理在周围环境中导航，这使它们能够以更像人类的方式与人类互动。
HAL 项目是东京大学和 NEC 公司的科学家之间的合作项目。HAL 是一种人形机器人，可以展示逼真的面部表情和动作。

使用机器人的主要好处之一是我们可以将它们设计成看起来很美观，而无需在考虑美学的情况下明确地对它们进行编程。这是因为机器人的设计过程依赖于一组不同于传统设计过程的原则。
计算美学在创造具有视觉吸引力的机器人方面起着至关重要的作用。它通过增强用户对机器人的体验来做到这一点，使其讨人喜欢且易于使用。这使人们可以专注于一项任务，而不是对机器人感到害怕或不舒服。
此外，计算美学还帮助我们了解人类如何与物体和系统交互，这可以帮助设计师创造更直观的设计供人类使用。当我们转向越来越复杂的机器和系统时，这一点尤其重要。

除了看起来不错外，有效且高效的设计还应该易于使用。通过研究设计过程的可用性，设计人员可以确保他们的机器人易于理解和使用，无论他们使用什么语言或界面。这将使人们更容易与他们互动和分享信息。