Freddy II (1973-1976) war ein experimenteller Roboter, der am Department of Machine Intelligence and Perception der Universität Edinburgh entwickelt wurde, das später Teil der School of Informatics wurde. Er war der Nachfolger des Freddy Mark I-Prototyps(1969-1971) und war eines der frühesten Systeme, das Computer Vision, Manipulation und intelligente Steuerung in einer vielseitigen, umprogrammierbaren Plattform integrierte. Das Projekt wurde von Donald Michie initiiert und beaufsichtigt und trug zur grundlegenden Forschung in künstlicher Intelligenz und Robotik während der 1970er Jahre bei.
Der Roboter war dafür ausgelegt, einfache Modellspielzeuge aus Holzklötzen zu montieren, wie Boote mit Masten und Autos mit Achsen und Rädern. Er konnte innerhalb eines Tags oder zweier neu trainiert werden, um eine neue Aufgabe auszuführen, eine bemerkenswerte Fähigkeit für die damalige Zeit. Freddy II ist heute im Royal Museum in Edinburgh, Schottland, ausgestellt, mit einer Endlosschleifen-Videoaufnahme seiner Montageaufgaben.
Technisches Design
Freddy II verfügte über einen Manipulator mit fünf Freiheitsgraden und einer großen vertikalen „Hand“, die sich auf und ab bewegen, um die vertikale Achse drehen und Objekte, die in seinem Greifer gehalten wurden, um eine horizontale Achse rotieren konnte. Zwei zusätzliche translatorische Freiheitsgrade wurden durch eine Arbeitsfläche bereitgestellt, die sich unter dem Greifer bewegte, was die Konstruktion des Arms vereinfachte. Der Greifer war ein Zwei-Finger-Klemmtyp, und das System umfasste eine Videokamera sowie später einen Lichtstreifengenerator für strukturierte Licht-3D-Scans.
Die mechanische Hardware und analoge Elektronik wurden von Stephen Salter entworfen und gebaut, der später Pionierarbeit bei der Wellenenergietechnologie leistete(siehe Salter's Duck).. Digitale Elektronik und Computer-Schnittstellen wurden von Harry Barrow und Gregan Crawford entworfen. Die Software wurde von einem Team entwickelt, das von Rod Burstall, Robin Popplestone, und Harry Barrow geleitet wurde, unter Verwendung der Programmiersprache POP-2, einer der ersten funktionalen Programmiersprachen.
Die Computerhardware bestand aus einem Elliot 4130-Computer mit 384KB(128K 24-Bit-Wörter(RAM und einer Festplatte, der mit einem kleinen Honeywell H316-Computer mit 16KB RAM verbunden war, der direkt die Sensorik und Steuerung übernahm. Das System verwendete Graphabgleich bei erkannten visuellen Merkmalen, um Teile zu erkennen, indem Kameradaten mit zuvor gespeicherten Modellen verglichen wurden.
Programmierung und RAPT
Das Freddy-Projekt erkannte früh, dass die Programmierung auf Aktuatorebene(die Angabe von „Bewege hierhin, tu dies“-Befehlen( mühsam war und nicht mit Variationen bei Teilposition, -form und Sensorrauschen umgehen konnte. Dies führte zur Entwicklung der RAPT-Roboterprogrammiersprache durch Pat Ambler und Robin Popplestone. RAPT spezifizierte Roboter-Verhalten auf Objektebene, indem Ziele in Bezug auf gewünschte Positionsbeziehungen zwischen Roboter, Objekten und Szene definiert wurden, wobei die Details zur Erreichung dieser Ziele der zugrunde liegenden Software überlassen wurden.
Obwohl in den 1970er Jahren entwickelt, bleibt RAPT erheblich fortschrittlicher als die meisten kommerziellen Roboterprogrammiersprachen. Dieser Ansatz ermöglichte es Freddy, mit Variationen bei der Teilplatzierung und Sensorrauschen umzugehen, ein bedeutender Schritt hin zu flexibler Automatisierung.
Lighthill-Kontroverse
Mitte der 1970er Jahre wurde der Nutzen der Verfolgung allgemeiner Robotik sowohl in den USA als auch im Vereinigten Königreich debattiert. Eine BBC-Fernsehsendung von 1973, bekannt als die „Lighthill-Debatte“, stellte James Lighthill, der einen kritischen Bericht für britische Wissenschaftsförderungsagenturen verfasst hatte, gegen Donald Michie aus Edinburgh und John McCarthy von der Stanford University. Freddy II und der Stanford/SRI-Shakey-Roboter wurden verwendet, um den Stand der Technik in der intelligenten Robotik zu dieser Zeit zu veranschaulichen, wobei sowohl das Potenzial als auch die Grenzen des Feldes hervorgehoben wurden.
Vermächtnis und Mitwirkende
Das Freddy-Projekt brachte führende Köpfe der frühen KI und Robotik zusammen, darunter Pat Ambler, Harry Barrow, Ilona Bellos, Chris Brown, Rod Burstall, Gregan Crawford, Jim Howe, Donald Michie, Robin Popplestone, Stephen Salter, Austin Tate, und Ken Turner. Ihre Arbeit beeinflusste spätere Entwicklungen bei der Roboterprogrammierung, Computer Vision und strukturierter Lichtabtastung. Freddy II bleibt ein historisches Artefakt der frühen KI-Forschung und demonstriert die Integration von Wahrnehmung, Manipulation und hochrangiger Steuerung, die moderne Robotik untermauert.