Robotics
"Stomme robotte" voer take uit deur fisiese eienskappe te benut
Om swerms robotte gesamentlik op te tree, moet navorsers hul interaksies choreografeer deur op gevorderde algoritmes en komponente staat te maak. As die robotte egter eenvoudig is met 'n gebrek aan gevorderde programmering, kan gekoördineerde gedrag selde bereik word.
Dana Randall, ADVANCE Professor in Rekenaarkunde en Daniel Goldman, Dunn Familie Professor, het 'n span navorsers by Georgia Institute of Technology gelei om hierdie kwessie aan te spreek. Die span het daarop gemik om te demonstreer hoe eenvoudige robotte steeds take kan verrig wat verder gaan as die vermoëns van een.
Die navorsing is in die joernaal gepubliseer Wetenskap Voorskotte op April 23.
Stom robotte bereik komplekse take
Die span, wat "dom robotte" genoem word, het basies mobiele korreldeeltjies gebruik, en dit is wat hulle bedoel het om te bewys dat hulle komplekse take kan bereik. Die navorsers het berig dat hulle alle sensors, kommunikasie, geheue en berekeninge van die robotte kon verwyder, en hulle het die robotte se fisiese eienskappe gebruik om 'n stel take te voltooi. Volgens die span word hierdie eienskap "taakbeliggaming" genoem.
Die BOBbots, wat staan vir "behaving, organizing, buzzing bots," is vernoem na Bob Behringer, 'n pionier in korrelfisika.
Die robotte is "omtrent so dom soos hulle word," sê Randall. "Hul silindriese onderstel het vibrerende borsels onder en los magnete op hul omtrek, wat veroorsaak dat hulle meer tyd spandeer op plekke met meer bure."
Rekenaar Simulasies
Saam met die eksperimentele platform het die span ook staatgemaak op presiese rekenaarsimulasies gelei deur Shengkai Li, 'n Georgia Tech-fisikastudent. Hierdie simulasies het gehelp om verskeie aspekte van die stelsel te bestudeer waarna nie in die laboratorium gekyk kon word nie.
Die BOBbots is uiters eenvoudig, maar die navorsers het steeds gedemonstreer dat wanneer die robotte saam beweeg en teen mekaar stamp, "kompakte aggregate vorm wat in staat is om gesamentlik puin skoon te maak wat te swaar is vir een alleen om te beweeg," verduidelik Goldman. "Terwyl die meeste mense toenemend komplekse en duur robotte bou om koördinasie te waarborg, wou ons sien watter komplekse take met baie eenvoudige robotte verrig kan word."
Die span se werk is geïnspireer deur 'n teoretiese model van deeltjies wat op 'n skaakbord rondbeweeg, en om 'n wiskundige model van die BOBbots te bestudeer, is 'n teoretiese abstraksie genaamd 'n selforganiserende partikelstelsel ontwikkel. Deur van waarskynlikheidsteorie, statistiese fisika en stogastiese algoritmes te trek, kon die span bewys dat namate die magnetiese interaksies toeneem, die teoretiese model deur 'n faseverandering gaan. Dit verander vinnig van verspreid na saamvoeg, en vorm kompakte trosse soortgelyk aan stelsels soos water en ys.
Randall is ook 'n professor in rekenaarwetenskap en adjunkprofessor in wiskunde by Georgia Tech.
"Die streng ontleding het ons nie net gewys hoe om die BOBbots te bou nie, maar het ook 'n inherente robuustheid van ons algoritme geopenbaar wat toegelaat het dat sommige van die robotte foutief of onvoorspelbaar was," sê Randall.
