機械学習とロボティクスを始める方法

「脅迫されるのはとても簡単です」と彼は言いますハマヤル・チョーダリー、カメラを使用して物体を分析および操作するロボット義手、smartARM を共同開発したロボット工学エンジニアです。「あなたはプロジェクトについてこのアイデアを持っていますが、その後、私はこれについて何も知らないと考えてください。」チョードリーと彼のパートナーの様子は次のとおりですサミン・カーンは、smartARM の機械学習アルゴリズムをプログラムし、コードライブラリ、大学の課題、ハッカソンのスポンサーを利用して、20 歳で有意義なプロジェクトを見つけて実行しました。

小川を渡って

SmartARM は、機械学習とメカトロニクス (ロボティクス) の 2 つの分野を統合することで機能します。手のひらにあるカメラが物体を検出し、アルゴリズムがビデオフィードを分析し (これはコンピュータービジョンと呼ばれます)、ロボットハンドに物体の操作方法を指示します。アルゴリズムは各試行から学習するため、時間をかけて腕をトレーニングできます。

これは、ユーザーの神経終末への直接接続に依存する現在市販されているロボット義肢に比べて、大きな利点です。チョードリー氏によると、5本の指を制御するには、医師はそれらの指に合わせて5つの異なる神経終末を見つけなければならないという。患者には、これらの神経を皮膚に近づけたり、個々の筋肉を訓練したりする手術が必要です。この作業の一部を省略することで、smartARM のようなテクノロジーによりロボット義肢のコストが大幅に削減され、より多くの患者がロボット義肢を手頃な価格で利用できるようになる可能性があります。現在のロボット義肢の価格は最大で10万ドルになる可能性があるとチョードリー氏は言う。「それらは先進的だが、誰がそれを買う余裕があるだろうか?」

Choudhry 氏と Khan 氏の知る限り、これは義手におけるコンピュータビジョンの初めての応用です。カーン氏は、ハードウェアプロジェクトを機械学習に統合することをもっと推進する必要があると感じています。 2 人の学生 (どちらも昨年までは義足の経験がありませんでした) がこのような先進的な分野でこれほどの進歩を遂げることができれば、これらの組み合わせ技術にはまだ多くの可能性が秘められているということになります。分野を超えて協力することで、新しいアプリケーションが見つかる可能性が大幅に高まります。

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キャリアや学歴によって制限されることはありません。

」

課題を取得する

Choudhry 氏と Khan 氏がコラボレーションを推進するきっかけとなったのは、ハッカソンでした。大学生の 2 人は一緒に中学校に通っていて、ハッカソンで偶然出会いました。ハッカソンとは、テクノロジープロジェクトをまとめ、しばしば賞を競うイベントです。

Choudhry 氏と Khan 氏が SmartARM の構築を開始したのは、これらのハッカソンの 1 つでした。多くのハッカソンと同様に、このイベントにもスポンサーがつきました。 Google と Microsoft は、参加者がそれらの興味深い用途を見つけられることを期待して、自社のテクノロジを紹介し、参加者にそのテクノロジについて説明しました。 SmartARM は、Microsoft Azure のコンピュータビジョン、機械学習、およびクラウドストレージテクノロジを使用します。 Choudhry 氏と Khan 氏はハッカソンで優勝し、その後さらに大きなイベントで優勝し、最終的には現金、補助金、そして Microsoft CEO Satya Nadella との指導セッションを獲得しました。マイクロソフトの国際イマジンカップ。

Choudhry と Khan は、豊富な知識を持ってこれらのハッカソンに参加しました。しかし、その多くは学部の授業で得たものではありませんでした。二人とも教授の研究プロジェクトを自発的に手伝いました。この研究では、教授は学生に目標を与えることがよくあり、「それを達成できるかどうかはほぼあなた次第です」とチョードリー氏は言います。それは彼に、独立して外に出て自分のプロジェクトを行うことを教えました。

他の技術専門家がライフハッカーに語ったように、コンピュータースキルを学ぶ最良の方法は、プロジェクトで使用する。コーディングや同様のスキルは特定の目標を達成するためのものなので、開発しようとしているスキルを活用できる興味深い目標を見つけてください。「本当にやりたいプロジェクトを見つけてください」とチョードリー氏は言います。「私にとって、それはなぜなのか、なぜ何かが今このように行われているのかを問うことなのです。」あなたのプロジェクトがあなたの興味に合っていて、あなたを興奮させれば、それはあなたのニーズではなく他の誰かのニーズを解決することができます。 SmartARM に関して、チョードリー氏とカーン氏は切断患者の経験とニーズについて話しました。

あなたを興奮させるようなプロジェクトは、恐ろしいものに見えるかもしれません。それは不可能に見えるかもしれません。しかし、本当に知るためには、それを細かく分解する必要があります。

プロジェクトを細分化する

Choudhry 氏は、複雑なプロジェクトをレゴを使った建築に例えています。どんなに複雑な構造物であっても、依然として小さなブロックが互いに取り付けられているだけです。そして、これらのブロックを自分で作成する必要はありません。

カーン氏が指摘するのは、パンダの Python ライブラリ、Python でデータを分析するためのオープンソースのツールセット。機械学習アルゴリズムはパターンの認識と適応に重点を置いているため、さまざまなアプリケーションにわたって驚くほど多用途です。それであらゆる種類の既存のコードあなたのプロジェクトに当てはまるかもしれません。

もちろん、最初にコーディングを学ぶ必要があります。「キャリアや学歴によって制限されることは決してありません」とチョードリー氏は言います。基本を学ぶには、次のことができます。ブートキャンプに参加するまたは自分自身を教えてください。 Choudhry は、無料のクラスとチュートリアルを推奨しています。コーセラ。

ロボット工学については、Choudhry 氏は以下から始めることを推奨しています。Arduino、あらゆる種類のロボットを制御できるオープンソースプラットフォームおよびプログラム可能な電子ボードです。 Arduino互換キットを入手できますアマゾンで35ドルまたはホビーショップで。 Choudhry さんは、Arduino を使って簡単なモーターを制御する方法を学ぶことからロボット工学の教育を始めました。

あなたがロボットアームを作りたいと思ったとします、と彼は言います。まず必要なものを検討します。Arduino、モーター、手が必要です。それは 3 つの小さなプロジェクトです。手のパーツを3Dプリントできますか？ Arduino でモーターをプログラムして、部品間の接続を行うことはできますか?カメラを Arduino に接続し、既存のテクノロジーから構築した機械学習アルゴリズムを組み込むことはできますか?まだできていないとしても、少なくともどのことを学ぶ必要があるかはわかりました。これで、smartARM の非常に粗雑なバージョンが完成しました。これらの微調整を加えて洗練されたプロトタイプが完成するまで、微調整を繰り返します。

そしてそこにチョードリーとカーンがいる。彼らは、smartARM を市場に投入できる製品に開発したいと考えていますが、道のりはまだ長いです。彼らは、自分たちのプロジェクトが本当に市場が必要としているものなのか、あるいはこれまで誰もそのアプローチを採用しなかった正当な理由があるのかどうかについて、さらに調査を行う必要があります。「最悪なのは、この計画を進めて、それが人々にとって適切な製品ではないことが判明した場合です。」とカーン氏は言います。テクノロジーの歴史には、競合テクノロジーに勝てない有望な発明がたくさんあります。しかし、成功したすべてのイノベーションは、ある時点で、手元にある材料を組み合わせてハッキングされたプロジェクトでした。