“Mēmie roboti” veic uzdevumus, izmantojot fiziskās īpašības 

Lai robotu bari darbotos kolektīvi, pētniekiem ir jāhoreografē sava mijiedarbība, paļaujoties uz uzlabotiem algoritmiem un komponentiem. Tomēr, ja roboti ir vienkārši un tiem trūkst progresīvas programmēšanas, koordinētu uzvedību var panākt reti. 

Dana Randall, ADVANCE skaitļošanas profesore un Daniel Goldman, Dann Family profesors, ir vadījuši Džordžijas Tehnoloģiju institūta pētnieku grupu, lai risinātu šo problēmu. Komanda mēģināja parādīt, kā vienkārši roboti joprojām var veikt uzdevumus, kas pārsniedz viena spējas. 

Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana pētniecība tika publicēts žurnālā Zinātne Avansa Aprīlī 23. 

Mēmie roboti veic sarežģītus uzdevumus

Nosauca par “mēmiem robotiem”, komanda izmantoja būtībā mobilās granulētās daļiņas, un tās mēģināja pierādīt, ka spēj veikt sarežģītus uzdevumus. Pētnieki ziņoja, ka viņi varēja noņemt no robotiem visus sensorus, sakarus, atmiņu un aprēķinus, un viņi izmantoja robotu fiziskās īpašības, lai izpildītu uzdevumu kopumu. Pēc komandas domām, šo iezīmi sauc par "uzdevuma iemiesojumu".

BOBbots, kas apzīmē "uzvedību, organizēšanu, rosinošus robotus", tika nosaukts Boba Bēringera, granulētās fizikas pioniera vārdā. 

Roboti ir "apmēram tik stulbi, cik viņi kļūst," saka Rendāls. "Viņu cilindriskās šasijas apakšā ir vibrējošas sukas, un perifērijā ir vaļīgi magnēti, kas liek viņiem pavadīt vairāk laika vietās, kur ir vairāk kaimiņu."

Datoru simulācijas

Kopā ar eksperimentālo platformu komanda paļāvās arī uz precīzām datorsimulācijām, ko vadīja Džordžijas Tehnikas fizikas students Shengkai Li. Šīs simulācijas palīdzēja izpētīt dažādus sistēmas aspektus, kurus nevarēja aplūkot laboratorijā. 

BOBboti ir ārkārtīgi vienkārši, taču pētnieki joprojām pierādīja, ka tad, kad roboti pārvietojas kopā un saduras viens ar otru, "veidojas kompakti agregāti, kas spēj kolektīvi notīrīt gružus, kas ir pārāk smagi, lai viens pats pārvietotos," skaidro Goldmens. "Lai gan lielākā daļa cilvēku veido arvien sarežģītākus un dārgākus robotus, lai garantētu koordināciju, mēs vēlējāmies redzēt, kādus sarežģītus uzdevumus var veikt ar ļoti vienkāršiem robotiem."

Komandas darbu iedvesmoja teorētiskais modelis daļiņām, kas pārvietojas uz šaha galdiņa, un, lai izpētītu BOBbotu matemātisko modeli, tika izstrādāta teorētiskā abstrakcija, ko sauc par pašorganizējošu daļiņu sistēmu. Izmantojot varbūtības teoriju, statistisko fiziku un stohastiskos algoritmus, komanda spēja pierādīt, ka, palielinoties magnētiskajai mijiedarbībai, teorētiskais modelis iziet cauri fāzes izmaiņām. Tas ātri mainās no izkliedētas uz agregējošu, veidojot kompaktas kopas, kas līdzīgas tādām sistēmām kā ūdens un ledus.

Rendāls ir arī datorzinātņu profesors un Džordžijas Tehnikas matemātikas profesors. 

"Stingrā analīze mums ne tikai parādīja, kā izveidot BOBbots, bet arī atklāja mūsu algoritma raksturīgo robustumu, kas ļāva dažiem robotiem būt kļūdainiem vai neparedzamiem," saka Rendāls.