“Βλάχοι Ρομπότ” Επιτυγχάνουν Καθήκοντα με την Εκμετάλλευση Φυσικών Χαρακτηριστικών

Για να ενεργούν συστάδες ρομπότ συλλογικά, οι ερευνητές πρέπει να χορογραφήσουν τις αλληλεπιδράσεις τους βασίζοντας się σε προηγμένα αλγόριθμους και συνιστώσες. Ωστόσο, αν τα ρομπότ είναι απλά με έλλειψη προηγμένου προγραμματισμού, η συντονισμένη συμπεριφορά σπάνια μπορεί να επιτευχθεί.

Η Dana Randall, ADVANCE Καθηγήτρια Υπολογιστών και ο Daniel Goldman, Dunn Family Καθηγητής, έχουν ηγηθεί μιας ομάδας ερευνητών στο Georgia Institute of Technology για να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα. Η ομάδα έθεσε ως στόχο να αποδείξει πώς τα απλά ρομπότ μπορούν ακόμη να επιτύχουν καθήκοντα που υπερβαίνουν τις δυνατότητες ενός.

Η ερεύνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances στις 23 Απριλίου.

Βλάχοι Ρομπότ Επιτυγχάνουν Συμπλέκες Καθήκοντα

Ονομάζονται “βλάχοι ρομπότ”, η ομάδα χρησιμοποίησε ουσιαστικά κινητά σωματίδια granular, και αυτά είναι αυτά που έθεσαν ως στόχο να αποδείξουν ότι μπορούν να επιτύχουν συμπλέκες καθήκοντα. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι μπόρεσαν να αφαιρέσουν όλους τους αισθητήρες, την επικοινωνία, τη μνήμη και τον υπολογισμό από τα ρομπότ, και να εκμεταλλευτούν τα φυσικά χαρακτηριστικά των ρομπότ για να ολοκληρώσουν ένα σύνολο καθηκόντων. Σύμφωνα με την ομάδα, αυτό το χαρακτηριστικό ονομάζεται “task embodiment”.

Τα BOBbots, που σημαίνει “behaving, organizing, buzzing bots”, ονομάστηκαν μετά τον Bob Behringer, einen πioniέρων στην granular φυσική.

Τα ρομπότ είναι “όσο βλάχοι possono να γίνουν”, λέει η Randall. “Τα κυλινδρικά σασί τους έχουν δονουμένους βούρτσες από κάτω και χαλαρά μαγνήτες στη περιφέρεια, khiến τους να περνούν περισσότερο χρόνο σε θέσεις με περισσότερους γείτονες”.

https://www.youtube.com/watch?v=hsLJShwjknI

Συμπυώσεις Υπολογιστή

Μαζί με την πειραματική πλατφόρμα, η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης ακριβείς συμπυώσεις υπολογιστή υπό την ηγεσία του Shengkai Li, ενός φοιτητή φυσικής στο Georgia Tech. Αυτές οι συμπυώσεις βοήθησαν στη μελέτη διαφόρων аспектών του συστήματος που δεν ήταν δυνατό να μελετηθούν στο εργαστήριο.

Τα BOBbots είναι εξαιρετικά απλά, αλλά η ομάδα αποδείξε ότι όταν τα ρομπότ κινούνται μαζί και χτυπούν ο ένας τον άλλον, “συμπαγείς συσσωματώσεις σχηματίζονται που είναι ικανές να καθαρίζουν συλλογικά τα απορρίμματα που είναι πολύ βαριά για ένα μόνο να τα μετακινήσει”, εξηγεί ο Goldman. “Ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι κατασκευάζουν ολοένα και πιο σύνθετα και ακριβά ρομπότ για να εγγυηθούν τη συντονισμένη συμπεριφορά, θέλαμε να δούμε ποια συμπλέκες καθήκοντα μπορούν να επιτευχθούν με πολύ απλά ρομπότ”.

Η εργασία της ομάδας έγινε με έμπνευση από ένα θεωρητικό μοντέλο σωματιδίων που κινούνται γύρω σε ένα σκακιέρα, και για να μελετήσουν ένα μαθηματικό μοντέλο των BOBbots, αναπτύχθηκε μια θεωρητική αφαίρεση που ονομάζεται αυτο-οργανωμένο σύστημα σωματιδίων. Με την Nutzung της θεωρίας πιθανοτήτων, της στατιστικής φυσικής και των στοχαστικών αλγορίθμων, η ομάδα μπόρεσε να αποδείξει ότι καθώς οι μαγνητικές αλληλεπιδράσεις αυξάνονται, το θεωρητικό μοντέλο περνάει από μια φάση αλλαγής. Γρήγορα αλλάζει από διασκορπισμένο σε συσσωματωμένο, σχηματίζοντας συμπαγείς συσσωματώσεις παρόμοιες με συστήματα όπως το νερό και το πάγο.

Η Randall είναι επίσης καθηγήτρια επιστήμης υπολογιστών και επίκουρη καθηγήτρια μαθηματικών στο Georgia Tech.

“Η αυστηρή ανάλυση όχι μόνο μας έδειξε πώς να κατασκευάσουμε τα BOBbots, αλλά cũng αποκάλυψε μια εγγενή αντοχή του αλγορίθμου μας που επέτρεψε σε κάποια από τα ρομπότ να είναι ελαττωματικά ή απρόβλεπτα”, λέει η Randall.