NVIDIA的高中實習生利用這個夏天打造智慧型機器人

作者 Ahana Dave

高中的課程在暑假時通常是暫停的,但是NVIDIA的「Jetson」實習生卻沒有停止學習。

這次的實習課程共有七周,NVIDIA帶領12所高中生的學生,與我們的嵌入式系統部門進行合作,此部門專門開發人工智慧電子儀器,譬如無人機(drone)、機器人以及水下載具(submersible)等等。

年齡和地點都無法阻礙學習的熱情。團員中最年輕的Isaac Wilcove只有15歲,剛結束做為新鮮人的第一學年,他從8歲就開始寫程式。其他的團員譬如Michael Chacko,則是特地從德州搬到矽谷,以求得到相關實作經驗。

實習生們被分為3組,每一組皆被指派以Jetson平台打造機器人的工作。機器人可以運用於各式各樣的商業場合,也許有一天,也能在矽谷園區即將落成的新大樓裡見到機器人的身影。

但這可不是件輕鬆容易的事:這些年輕的創客們,必須在外型設計、程式編寫、和動態協調等各方面取得平衡。

Team Electron

Team Electron 團隊成員有Grace Lam、 Nicholas Liu、 Mokshith Voodarla 和Ravi Krishna,開發出自動化的快遞機器人,能夠在辦公室過道之間運送食物、飲料,以及其他物品。他們使用了Turtlebot的即時定位與地圖構建機制,並且訓練機器人得以在辦公室中自由巡弋。

這台機器人一開始沒辦法確認自己的位置。因為內建於機器人中的辦公室地圖不夠完整,缺少了像是垃圾桶之類的活動型障礙物,而這正是Jetson AI模組發揮「智慧」的時候。

「有了Jetson,等於有更強的運算能力,可以運作神經網絡以及視覺化工具等,讓機器人移動更迅速,地圖建構效率更高,定位也更準確。」Polo Alto高中的二年級生Lam如此表示。

Team Trashformers

Team Trashformers著力開發一台在辦公室裡撿廢棄紙杯的機器人,他們設計程式,讓機器人可以在收集垃圾之後,再將之丟進最近的垃圾桶裡。團隊成員Chacko、Shruti Jajanathan、Ishan Mitra 和Mark Theis,利用白色保麗龍杯各個角度的照片,訓練自造的Robotis Bioloid GP機器人辨識出垃圾。

團隊遇到的最大困難就是機器的平衡。就讀Cupertino高二的Jajanathan表示,機器人裡面有Jetson模組、電池、相機鏡頭等零組件才能夠控制方向,然而這卻使得機器人的正面非常沉重,迫使他們必須進行設計修正。

「我們最後必須妥協,犧牲動作的協調性,因此撿垃圾機器人沒辦法平順地轉彎,只能以跳躍的方式轉身。」Monta Vista高三學生Mitra如此說明。

另一個挑戰則是機器人的肢體結構方面。Woodside Priory School的高三生Theis說:「機器的手不像人類是可以張開的,因此它總是從杯緣撿起杯子。」

Team Formula 1 Epoch

另一團隊Team Formula 1 Epoch,成員有Abhinav Ayalur、Ricky Avina、Lynn Dang以及 Wilcove等人。他們拿了一台MIT RACECAR來訓練,準備拿來作為火場中衝鋒陷陣的勘查車。這台利用Jetson平台改造的搖控車,可以在建築物之間走動並計算人數,同時線上回報人數。

車子的類神經網絡需要許多的資料才能正常運作,資料在控制器和攝像鏡頭之間傳遞。但是,資料乃分別從Evergreen Valley 以及Mountain View兩所高中所傳來的,因此Dang和Wilcove必須將程式重新改寫,以獲得更佳的連結效果。由於軟體編寫的錯誤,團隊最後也改用了網路攝影機,而捨棄使用兩個不同的攝影鏡頭來製作機器人。

「我認為最重要的事就是,雖然我們還是小孩,但是我們向世界證明了我們也能做出一些什麼來。」Ayalur說著:「我們也可以做到這些,以前認為只有大人還有博士們才能做到的事情。」

週五歡樂日

整個實習過程也不都只是工作,這些實習生們也和NVIDIA的創辦人黃仁勳以及Chris Malachowsky共享午餐,參加演講會,並且在每周五吃一堆甜甜圈填滿肚皮。

「NVIDIA的工作環境真的很酷,有AI業界最領先的技術,還有這些資歷顯赫的工程師,如此熱心地幫助我們。」Liu繼續說道:「看到未來會是什麼模樣,還有我們即將投入的產業樣貌,相當振奮人心。」

NVIDIA的智慧機器產品部門主管Murali Gopalakrishna,負責招募這批實習生,也與他們密切配合實習工作。他說:「看到這群學生的熱情,我回想起當初為何會成為一名工程師,我也對這些實習生所展現的理解能力,以及獨立性印象深刻。」

Cupertino的高三學生Voodarla認為,所有的實習生在NVIDIA之外也有參加其他機器人團隊,這使得彼此之間更有凝聚力,合作起來更順利,他們也常常在休息時間舉辦機器人競賽。

這些團隊的程式碼已經分享在GitHub上,這是一個開放碼的網站,讓各界學生及專業人士,參考如何使用Jetson平台來進行更多的機器人計畫。

(本篇作者Ahana Dave2017年暑假在NVIDIA的企業溝通部門中實習。)