“Роботи – частици” заедно се превръщат в “робот от частици” (Видео)
Екип от изследователи са разработили сравнително прости роботи, наречени „частици”, които могат да се групират и да образуват единен „робот на частиците” ( particle robot ) , който може да се движи, да премества предмети и да изпълнява други задачи. Изследването е започнато от учени от лабораторията за компютърни науки и изкуствен интелект към Масачузетския технологичен институт, като впоследствие са се присъдинили изследователи от Колумбийския университет, от Харвард и Корнел.
Концепцията за «роботите-частици»
Болшинството от роботите се проектират да изпълняват поставените задачи сами, но в това изследване концепцията е коренно различна. «Роботите-частици» сами по себе си са безполезни, те могат да работят само в екип. Всеки от тези миниатюрни роботи представлява кръгъл механизъм, който може да се съединява с подобни на себе си с помощта на магнит. Действайки заедно, те могат да образуват «рояк», който приема най-различни форми в зависимост от поставената задача. Например, роботите могат да се движат към източник на светлина , да преместват предмети, да преминават без проблеми през проходи с всякаква конфигурация.
Над тази концепция в лабораторията за компютърни науки и изкуствен интелект към Масачузетския технологичен институт под ръководството на професор Даниела Рус се работи почти от 20 години. Това е бил свиващ се и разширяващ се кубичен робот, който можел да се свързва и да се движи съвместно с други такива. Но квадратната форма ограничавала сериозно движението и възможните конфигурации.
Какво представляват новите «роботите-частици»
Затова след присъединяването към изследването през 2014 година на Рича Батра и Ход Липсън от Колумбийския университет, на Дейвид Браун, Хюн-Донг Чанг и Никил Рангатан от Корнел, и Чък Хоберман от Харвард, концепцията за форма на механизмите се сменила на дискообразна форма, като механизмите можели да се въртят един около друг. Всеки «робот –частица» имал цилиндрична основа, в която се разполагат миниатюрни двигатели, батерийки, сензори за измерване интезитета на светлина , микроконтролер и комуникационен компонент, изпращащ и приемащ сигнали. Отгоре е монтирана детска играчка, наречена Летящия кръг на Хоберман (на името на изобретателя си, който е един от съавторите на това изследване). Тази играчка се състои от малки панели, свързани в кръг, който може да се разгъва и свива. Всеки от роботите имал и два малки магнита.
Програмирането на роботите-частици се основава на алгоритъм, анализиращ интензитета на светлината. Сензорите на «частиците» определят интензитета на светлината, като колкото е по-близо «частицата» до източника на светлина, толкова е по-висок интензитета. Всяка «частица « непрекъснато излъчва сигнал , като по този начин споделя нивото си на интензивност на светлината с останалите частици. В зависимост от нивото на интензитет , частиците се движат по определен начин, като това създава вълна от механично разширяване и свиване.
«Ключовият компонент е прецизният тайминг на общия синхронизиран часовник , който позволява най-ефективно движение на групата. Ако той не работи прецизно, системата ще бъде много по-малко ефективна» -казват авторите на изследването.
Как «роботите-частици» заедно функционират като «робот от частици»
Един «робот-частица» сам по себе си е безполезен, но ако се свържат в група, те могат да преместват и да движат предмети. Групата може да се състои практически от безкрайно количество роботи и «роботът от частици» да приема всякаква форма. Например групата може да приеме дъгообразна форма и да тласка определен предмет, или да се построи в линия, за да премине през тесен проход.
Работоспособността на група от 24 робота е била доказана в хода на експеримент, при който те успешно са се движели съвместно към източник на светлина и предвижвали предмет. Компютърното моделиране показало, че такава ефективност притежава и група от 10 000 робота. Тя продължава да работи , даже ако 20% от устройствата са излезли от строя.
Перспективи пред «роботите-частици»
« Това прилича малко на известната «сива гуша ( gray goo )» – казва един от изследователите Ход Липсън, професор от Колумбийския университет, като се позовава на научно-фантастичната концепция на самовъзпроизвеждащ се робот, който включва милиарди нанороботи. « Ключовата новина тук е че имате нов вид робот, който няма централизиран контрол,няма точка на отказ, няма фиксирана форма, а компонентите му нямат уникална идентичност».
В бъдеще, изследователите възнамеряват да опростят конструкцията на роботите и да намалят размерите им. По този начин ще могат да се създават групи от милиони «частици», които да изпълняват доста по-сложни задачи, отколкото сега.
