Те са сред нас от известно време. Малки микроботове, които работят заедно, за да се борят с болестите, да намерят изгубен войник или дори да изградят нова структура, се появяват в научнофантастични филми като Доклад за малцинството в миналото. И няколко компании, включително IBM и HP, показаха как няколко малки робота могат да комуникират помежду си, за да изпълнят задача.
Сега изследователи от Харвард са разработили kilobot, малък робот, който струва само $14 за изграждане и комуникира чрез инфрачервена връзка. Основната разлика: стотици или дори хиляди килоботи могат да изпълняват сложни задачи. В бъдеще тези ботове могат да поставят началото на бързото сглобяване на прототипи. Представете си хиляди килоботи, които строят мост или дори небостъргач, или влизат във военна зона, за да намерят вражески инсталации и да обезвредят оръжията едно по едно.
Майк Рубенщайн е постдокторант, работещ в Изследователска група за самоорганизиращи се системи в Харвардския университет. Той обясни, че малките ботове използват два вибриращи двигателя за придвижване и комуникират с други ботове чрез изпращане на инфрачервена светлина върху повърхност - те знаят местоположението на други ботове, като разчитат светлината интензивност.
Основната разлика, казва той, между някои предишни swarmbots и kilobit е, че новите ботове са истински роботи: те работят заедно, но не просто следват предварително определен маршрут. Те приличат повече на Roomba, отколкото на RC кола, която просто следва командите на оператор. С Roomba ботът има достатъчно интелигентност, за да наблюдава околната среда, търсейки препятствия и използвайки хиляди алгоритми, за да намери оптимален маршрут.
„Основното краткосрочно приложение е за тестване на алгоритми на рояк върху широкомащабна роботна система“, казва Рубенщайн. „Можем да ги програмираме да се движат и взаимодействат със съседни роботи. Има много възможни поведения, досега сме работили върху търсенето на храна и проучването.“
Рубенщайн казва, че може да си представи бъдещ сценарий, при който ботовете се използват за военни действия. Екипът вече е разработил пътна карта, т.нар Термес, за това как килоботите могат да изградят 3D структура. Екипът работи върху широкомащабно внедряване на kilobots. Рубенщайн също така предвижда ботовете да се използват за образование, това, което той нарича „групова навигация на превозни средства“ и за околната среда картографиране — техника, която приближава как би изглеждал регион след корозия или след въздействието на климата промяна.
Медицински сценарии
Друг пример за масивно взаимодействие на swarmbot включва така наречените „частици нинджа“, които IBM разработва. Тези малки полимерни ботове работят като клетка в тялото ви - те съдържат електрически заряд и са привлечени от инфекциозни агенти в тялото като магнит. Лекарите биха могли да използват частици нинджа, които работят автономно в тялото, за да намерят рана и да започнат да възстановяват увредените клетки.
„След като тези полимери влязат в контакт с вода в или върху тялото, те се самосглобяват в наноструктура, която е предназначени да насочват мембраните на бактериите въз основа на електростатично взаимодействие и да пробиват техните клетъчни мембрани и стени. Физическото естество на това действие не позволява на бактериите да развият резистентност към тези наночастици“, казва Джим Хедрик, изследовател в IBM.
„Тези агенти пречат на бактериите да развият резистентност към лекарства, като действително пробиват бактерията клетъчна стена и мембрана, фундаментално различен начин на атака в сравнение с традиционните антибиотици“, Хедрик казва. Концепцията за рояк, подобна на тази, която Rubenstein разработва, означава, че всеки отделен полимер не може да постигне мисията е сама, но трябва да работи с другите агенти, за да се бори с инфекция и да промени клетките в тяло.
Интересното е, че Хедрик казва, че частиците нинджа могат да се използват и за търговски приложения, не само в областта на медицината или в изследователска лаборатория. Той казва, че наноструктурите могат да бъдат вградени в сапун за ръце, дезодорант, кърпички за маса и дезинфектанти за ръце за борба с инфекциите. Те могат да се използват и за борба с големи инфекции като туберкулоза и белодробни заболявания. След като частиците са програмирани, те изпълняват своята „мисия“ и след това естествено се разтварят.
Бъдещи сценарии
Рубенщайн се колебаеше да теоретизира за бъдещи сценарии за килобот. И все пак е лесно да си представим как swarbots могат да станат част от нашето ежедневие. Друг е въпросът дали наличието на хиляди ботове, които изграждат мостове, намират инфекции или водят нашите битки, може да доведе до микроармагедон. И все пак идеята за сензори във физическите обекти вече е реалност.
Един пример е баскетболната топка 94Fifty, която се продава за около 3000 долара. Топката съдържа сензор, който комуникира със софтуера, за да анализира удара на играча. Софтуерът може да се използва за обучение на нови играчи на механика на стрелбата, а данните могат да се използват за цял отбор, за да анализира как играят играта и как да подобрят способностите си. Този „кошерен“ анализ, който вече е реалност, показва как вградените сензори могат да работят заедно в екип.
Swarmbots използват подобна концепция: те могат да бъдат вградени във физически обекти, да комуникират помежду си и след това да докладват своите дейности обратно на централен сървър.
Това е особено интересно в сценарий на бойно поле. Swarmbots могат да работят като нови iRobot 110 FirstLook, бот за бързо разгръщане, който хвърляте на земята.
Ботът може да се справи с падане от 15 фута и е водоустойчив до 3 фута. Въпреки че не са с размер на микробот (всеки FirstLook е дълъг около десет инча и тежи пет килограма), те биха могли да работят в кошер, подобно на начина, по който програмистите са проектирали рояк прахосмукачки iRobot Roomba за почистване на големи области. Наскоро наблюдавахме как две Roombas работят заедно, за да почистват с прахосмукачка стая, като се избягват взаимно и общуват, за да завършат почистването за половината от времето.
Ботовете FirstLook вече използват инфрачервена светлина, за да намерят маршрути на бойно поле. Въпреки че не работят автономно и все още не комуникират помежду си, лесно е да си представим как тези видове ботове могат да координират проучвателна мисия на вражеска територия.
Дроновете на Swarmbot могат да изпълняват задачи за наблюдение, както се вижда в предстоящото Ghost Recon: Бъдещият войник игра от Ubisoft, осигуряваща разузнаване, което пази войниците в безопасност. Разбира се, тези бъдещи сценарии може да изглеждат като научна фантастика. Има въпроси относно цената за всеки бот на бойното поле, а военните служители се въздържаха да използват роботи в бойни ситуации поради моралните последици (хората имат способността да правят по-добри импулси решения). Военните ботове се използват предимно за проучване на бойното поле днес.
Въпреки това, както при всяко начинание в роботиката, това ще се промени с подобряването на AI. Swarmbots могат да бъдат програмирани с групов failsafe, който е по-силен от отделен бот. Те могат да бъдат изпратени във военна зона, за да намерят ранени войници, да поправят превозни средства и дори да извадят от строя вражески оръжия.
Засега технологията swarmbot е в стадий на ранно развитие. Килоботът е най-добрият пример досега, който демонстрира как един евтин бот може да изпълнява прости задачи и да работи заедно в орда. Все още не е известно дали това води до рояк ботове, които могат да косят тревата ви, да поправят ограда или да построят дървесна крепост в задния ви двор.
Препоръки на редакторите
- Завършващ щрих: Как учените дават на роботите човекоподобни тактилни сетива
- Жени с Байт: Планът на Вивиен Минг за решаване на „объркани човешки проблеми“ с ИИ.
- Най-добрите роботи на CES 2021
- 9 военни робота, които са напълно ужасяващи... и странно очарователни
- В съзнанието на автономен робот за доставка
