Ռոբոտներ
AI-ն օգնում է միկրոռոբոտներին սովորել լողալ և նավարկել
Սանտա Կլարայի համալսարանի, Նյու Ջերսիի տեխնոլոգիական ինստիտուտի և Հոնկոնգի համալսարանի հետազոտողների թիմը հաջողությամբ օգտագործել է խորը ամրապնդման ուսուցում՝ միկրոռոբոտներին լողալ սովորեցնելու համար: Նոր զարգացումը մեծ առաջընթաց է միկրոլողի կարողությունների մեջ:
Մասնագետները մշտապես կենտրոնացած են եղել արհեստական միկրոլողորդների ստեղծման վրա, որոնք կարող են նավարկելու նույն կերպ, ինչպես բնական լողացող միկրոօրգանիզմները, ինչպիսիք են բակտերիաները: Այս միկրոլողորդները կարող են օգտագործվել ապագայում կենսաբժշկական մի շարք ծրագրերի համար, ինչպիսիք են դեղերի նպատակային առաքումը և միկրովիրաբուժությունը: Նույնիսկ զարգացման վրա կենտրոնանալու դեպքում, այսօրվա արհեստական միկրոլողորդների մեծ մասը կարող է կատարել միայն պարզ մանևրներ՝ ֆիքսված շարժողական քայլվածքով:
Նոր հետազոտությունը հրապարակվել է Հաղորդակցությունների Ֆիզիկա.
Միկրոլողորդների ուսուցում AI-ով
Հետազոտության ընթացքում թիմը պատճառաբանեց, որ AI-ն կարող է միկրոլողորդներին սովորեցնել հարմարվել փոփոխվող պայմաններին: Միկրոլողորդները, ինչպես և մարդիկ, լողալ սովորելու համար պահանջում են ուժեղացված ուսուցում և հետադարձ կապ, սակայն նրանք ունեն յուրահատուկ մարտահրավերներ:
Օն Շուն Պակը Սանտա Կլարայի համալսարանի մեխանիկական ճարտարագիտության դոցենտ է:
«Միկրո մասշտաբով ինքնուրույն լողալ կարողանալը դժվար խնդիր է», - ասաց Օն Շուն Պակը: «Երբ դուք ցանկանում եք, որ միկրոլողորդը կատարի ավելի բարդ մանևրներ, նրանց շարժողական քայլվածքի ձևավորումը կարող է արագ դառնալ անորոշ»:
ANN-ների և ուժեղացման ուսուցման համատեղում
Թիմը համատեղել է արհեստական նեյրոնային ցանցերը (ANN) և ամրապնդման ուսուցումը, որպեսզի պարզ միկրոլողորդին հաջողությամբ սովորեցնի լողալ և նավարկել դեպի կամայական ուղղություն: Միկրոլողորդը ստանում է արձագանք իր կոնկրետ գործողությունների վերաբերյալ, որոնք այնուհետև օգտագործում է լողալ աստիճանաբար սովորելու համար՝ հիմնվելով շրջակա միջավայրի հետ շփվելու իր փորձի վրա:
Ալան Ցանգը Հոնկոնգի համալսարանի մեխանիկական ճարտարագիտության ասիստենտ է:
«Ինչպես լողալ սովորող մարդը, այնպես էլ միկրոլողորդը սովորում է, թե ինչպես շարժել իր «մարմնի մասերը»՝ այս դեպքում երեք միկրոմասնիկները և ընդարձակվող օղակները, ինքնագնաց և շրջվելու համար», - ասում է Ցանգը: «Այն դա անում է առանց հենվելու մարդկային գիտելիքների, այլ միայն մեքենայական ուսուցման ալգորիթմի վրա»:
AI-ով աշխատող լողորդը կարող է հարմարվողական կերպով անցնել շարժման տարբեր քայլերի միջև, ինչը նրան հնարավորություն է տալիս ինքնուրույն նավարկելու ցանկացած թիրախային վայր:
Հետազոտողները ցույց տվեցին միկրոլողորդի հզորությունը՝ հնարավորություն տալով նրան անցնել բարդ ճանապարհ՝ առանց հստակ ծրագրավորվելու:
Յուան-Նան Յանգը Նյու Ջերսիի տեխնոլոգիական ինստիտուտի մաթեմատիկական գիտությունների պրոֆեսոր է:
«Սա մեր առաջին քայլն է լուծելու միկրոլողորդների մշակման մարտահրավերը, որոնք կարող են հարմարվել կենսաբանական բջիջների նման բարդ միջավայրերում ինքնավար նավարկելու համար», - ասաց Յուան-Նան Յանգը:
Նման ադապտիվ վարքագիծն այն է, ինչը շատ խոստումներ է տալիս կենսաբժշկական կիրառությունների համար:
Առնոլդ Մաթիյսենը Փենսիլվանիայի համալսարանի միկրոռոբոտների և կենսաֆիզիկայի փորձագետ է: Նա ներգրավված չի եղել հետազոտության մեջ։
«Այս աշխատանքը հիմնական օրինակն է այն բանի, թե ինչպես կարելի է օգտագործել արհեստական ինտելեկտի արագ զարգացումը հեղուկի դինամիկայի մեջ տեղաշարժման խնդիրների չլուծված մարտահրավերներին դիմակայելու համար», - ասաց Մաթիյսենը: «Այս աշխատանքում մեքենայական ուսուցման և միկրոլողորդների միջև ինտեգրումը կառաջացնի հետագա կապեր այս երկու բարձր ակտիվ հետազոտական ոլորտների միջև»:
