Κατασκευές όπως ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός είναι πολύ μεγάλες και βαριές για να κατασκευαστούν στη Γη και στη συνέχεια να εκτοξευθούν στη Γη ως ένα κομμάτι. Αντίθετα, ο ISS συναρμολογήθηκε στο διάστημα σαν ένα γιγάντιο σετ Lego, χρησιμοποιώντας μεγάλες μονάδες που παραδόθηκαν μέσω πολλαπλών εκτοξεύσεων πυραύλων σε μια περίοδο 12 ετών. Αυτό είναι αρκετά δύσκολο όταν έχετε να κάνετε με μια δομή σχεδιασμένη να επιπλέει σε τροχιά της Γης. Τι θα λέγατε όμως όταν η εξερεύνηση του διαστήματος κάνει το επόμενο βήμα και η ανθρωπότητα θέλει να χτίσει πολύπλοκες κατασκευές πιο μακριά, όπως στον Άρη;
Περιεχόμενα
- Η ομαδική εργασία κάνει το ρομπότ να ονειρεύεται να λειτουργεί
- Οι ομάδες ρομπότ είναι παντού
- Όλα έχουν να κάνουν με τον έλεγχο
- Μόνο η αρχή της ιστορίας
Εκεί είναι που α νέο έργο του MIT μπαίνει στο παιχνίδι. Αποτελώντας την επιτομή του μάντρα «η ομαδική εργασία κάνει το όνειρο να λειτουργεί», παρουσιάζει ένα σύστημα μικροσκοπικών συνεργατικών ρομπότ — με το παρατσούκλι συγγενής ρομπότ — τα οποία θα μπορούσαν μια μέρα να συνεργαστούν για να χτίσουν δομές υψηλών επιδόσεων, που κυμαίνονται από αεροπλάνα μέχρι σπίτια και το διάστημα οικισμοί.
Προτεινόμενα βίντεο
Τα ρομπότ σε σχήμα V, που ονομάζονται Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorers (ή BILL-E), μοιάζουν με μικροσκοπικούς βραχίονες. Κινούμενοι σαν inchworms, μπορούν να συνενώσουν μικρά τρισδιάστατα αρθρωτά κομμάτια, που ονομάζονται voxels, σε μεγαλύτερες δομές. Με τον ίδιο τρόπο που μια εικόνα οποιασδήποτε πολυπλοκότητας μπορεί να αναπαραχθεί στην οθόνη χρησιμοποιώντας απλό τετράγωνο pixels, η ιδέα των δημιουργών του BILL-E είναι ότι τα ρομπότ θα μπορούσαν να επιτύχουν το ίδιο τρισδιάστατο κόσμο. Κάθε voxel μπορεί να συλληφθεί και να τοποθετηθεί στη θέση του από τα ρομπότ, στη συνέχεια να συνδεθεί χρησιμοποιώντας ένα ειδικό σύστημα μανδάλωσης που αποτελεί μέρος κάθε κτιριακής μονάδας.
Σχετίζεται με
- Τελική πινελιά: Πώς οι επιστήμονες δίνουν στα ρομπότ ανθρώπινες απτικές αισθήσεις
- Το μέλλον της κατασκευής: Μια ματιά μπροστά στην επόμενη εποχή κατασκευής πραγμάτων
- Το μέλλον του αυτοματισμού: Τα ρομπότ έρχονται, αλλά δεν θα σας πάρουν τη δουλειά
«Τα ρομπότ μας μπορούν να κατασκευάσουν δομές μεγαλύτερες και πιο ακριβείς από τον εαυτό τους», δήλωσε στο Digital Trends ο Benjamin Jenett, ένας από τους κύριους ερευνητές του έργου. «Δεν υπάρχει αύξηση του κόστους για την υποδομή πέρα από την κατασκευή μεμονωμένων εξαρτημάτων voxel και απλών ρομπότ. Υπό αυτή την έννοια, η γεωμετρική πολυπλοκότητα έχει ελάχιστο έως καθόλου κόστος. Η σχετική ρομποτική συναρμολόγηση χρησιμοποιεί μια απλή, επαναλαμβανόμενη διαδικασία για την παραγωγή δομών υψηλής απόδοσης κατά παραγγελία, όπου η απλή συναρμολόγηση είναι η τελική συναρμολόγηση».
Η ομαδική εργασία κάνει το ρομπότ να ονειρεύεται να λειτουργεί
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα ρομπότ BILL-E του MIT που δημιουργούν voxel είναι συναρπαστικά. Αλλά ίσως η πιο συναρπαστική πτυχή τους είναι αυτό που προτείνουν για τα επόμενα σύνορα για τα ρομπότ. Για περισσότερο από μισό αιώνα, τουλάχιστον από τότε που οι ερευνητές της SRI International κατασκεύασαν το πρώτο κινητό ρομπότ γενικής χρήσης, οι μηχανικοί έχουν δικαίως ενθουσιαστεί με τη δυνατότητα χρήσης ρομπότ.
Σήμερα, τα ρομπότ χρησιμοποιούνται σε ένα εύρος εφαρμογών. Οι άνθρωποι που τα κατασκευάζουν υπόσχονται ότι θα είναι σε θέση να κάνουν τις βαρετές, βρώμικες, επικίνδυνες και υψηλές δουλειές για τις οποίες οι άνθρωποι είναι λιγότερο κατάλληλοι. Αλλά ενώ ένα ρομπότ μπορεί να είναι χρήσιμο, είναι όλο και περισσότερο της ομάδας ρομπότ που προσφέρουν μια ματιά στο πού μπορεί να είναι το πιο πολύτιμο. Οι αποδείξεις για το πού μπορούν να θριαμβεύσουν ομάδες μηχανών είναι εμφανείς σε όλες τις διαφορετικές κλίμακες. Υπάρχουν μικρά ρομπότ όπως τα σχετικά ρομπότ που αναπτύχθηκαν από το MIT. Ωστόσο, αυτές οι ίδιες αρχές συνεργασίας ισχύουν και για μεγαλύτερα ρομπότ.
Πέρυσι η Boston Dynamics κυκλοφόρησε ένα σύντομο βίντεο στο οποίο δύο ρομπότ SpotMini συνεργάστηκαν για να πετύχουν έναν κοινό στόχο: το άνοιγμα μιας πόρτας γραφείου. Αυτή είναι μια περιορισμένη, απλοποιημένη απεικόνιση της συνεργασίας, αλλά παρ' όλα αυτά δείχνει πόσο πολλαπλές οι μηχανές μπορούν να συνεργαστούν για να εκτελέσουν εργασίες που θα ήταν πολύ πιο δύσκολες ή ακόμα και αδύνατες τα δικά τους.
Γεια σου φίλε, μπορείς να μου δώσεις ένα χέρι;
Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία προβλημάτων που τέτοια συνεργατικά ρομπότ υπόσχονται να λύσουν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αποφεύγει ή αφαιρεί εμπόδια, όπως στην περίπτωση του SpotMinis που ανοίγει την πόρτα. Σε άλλες, μπορεί να είναι η εξερεύνηση μεγάλων περιοχών χρησιμοποιώντας πολλαπλά ρομπότ που παρακολουθούν το καθένα τα δικά του μονοπάτια, αλλά συντονισμένα έτσι ώστε να καλύπτουν μια ευρεία περιοχή χωρίς να πατούν το ένα στα δάχτυλα του άλλου. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για πράγματα όπως η χαρτογράφηση. Μπορεί επίσης να επιτρέψει στα ρομπότ να βελτιώσουν τις ικανότητές τους, μαθαίνοντας μέσω δοκιμής και λάθους και στη συνέχεια μεταφέροντας αυτές τις πληροφορίες στους άλλους στο πάρτι. επιτρέποντας σε όλους τους εμπλεκόμενους να γίνουν εξυπνότεροι με ταχύτερους ρυθμούς.
Οι ομάδες ρομπότ είναι παντού
Παραδείγματα συνεργατικών ρομπότ που βασίζονται σε ομάδες υπάρχουν παντού. Στο Πανεπιστήμιο Columbia στη Νέα Υόρκη, ο καθηγητής Hod Lipson και η ομάδα του έχουν ανέπτυξε ένα σμήνος ρομπότ σε σχήμα δίσκου που μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια ποικιλία διαφορετικών παραγόντων μορφής. Για παράδειγμα, εάν χρειαστεί να κινηθεί μέσα από ένα κενό, τα ρομπότ μπορούν να αναδιαταχθούν σε ένα σχήμα που τους επιτρέπει να ταξιδεύουν μέσα από αυτό, πριν επανασυναρμολογηθούν ως μια ευρύτερη δομή στην άλλη πλευρά.
Εν τω μεταξύ, ως μέρος του προγράμματος Innovative Advanced Concepts της NASA, η διάσημη διαστημική υπηρεσία είναι δουλεύοντας σε ένα έργο περιστρέφεται γύρω από μια ομάδα ρομπότ που ονομάζονται "cobots". Αυτά τα cobots μπορούν να εργαστούν ως ομάδα για να εξερευνήσουν περιοχές όπως οι σπηλιές αλλά και να συνεργαστούν για να κάνουν πιθανούς νέους τύπους μετακίνησης. Μια μέρα, η NASA ελπίζει ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την εξερεύνηση άλλων πλανητών.
Αυτές οι προσεγγίσεις είναι απίστευτα συναρπαστικές. Ωστόσο, και στα δύο παραδείγματα, τα ρομπότ που χρησιμοποιούνται είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους. Δεν χρειάζεται να συμβαίνει αυτό. Στην πραγματικότητα, σε πολλά σενάρια, μπορεί να ήταν πιο χρήσιμο εάν οι ομάδες ρομπότ αποτελούνταν από ρομπότ με ευρέως διαφορετικές δεξιότητες. Ξέρετε, σαν αποτελεσματικές ομάδες ανθρώπων.
Σκεφτείτε, για παράδειγμα, συνεργαζόμενες ομάδες ρομπότ που συνεργάζονται σε μια αποστολή έρευνας και διάσωσης μετά από μια φυσική καταστροφή. Αυτό είναι κάτι που είναι ήδη διερευνάται ενεργά λόγω του κινδύνου που ενυπάρχει στην αποστολή ανθρώπων διασωστών. Όμως, ενώ η ύπαρξη πολλαπλών μονάδων του ίδιου ρομπότ θα μπορούσε αναμφίβολα να είναι χρήσιμη σε ορισμένη διάσωση περιβάλλοντα, η δυνατότητα να φέρει κοντά ρομπότ με διαφορετικά σύνολα δεξιοτήτων θα μπορούσε να αποδείξει ακόμη περισσότερα πολύτιμος.
Φανταστείτε να χρησιμοποιείτε ένα ρομπότ τύπου ανιχνευτή με προηγμένες οπτικές δυνατότητες σε συνδυασμό με ένα βαρύτερο ρομπότ που είναι εκεί για να απομακρύνει τα ερείπια από το δρόμο ή να φέρει τροφή και νερό στα θύματα. Αυτή η ικανότητα χρήσης πολλών τύπων ρομπότ μαζί είναι κάτι που διερευνάται επί του παρόντος DARPA’s Subterranean Grand Challenge. Οι συμμετέχοντες στο διαγωνισμό πρέπει να αναπτύξουν αυτόνομα ρομπότ για να εξερευνήσουν υπόγεια περιβάλλοντα. Αντί να περιορίζονται σε έναν τύπο ρομπότ, ωστόσο, μπορούν να δημιουργήσουν ομάδες ετικετών που περιλαμβάνουν πολλούς τύπους μηχανών, που κυμαίνονται από τετράποδα ρομπότ εμπνευσμένα από σκύλους έως ιπτάμενα drones.
Όλα έχουν να κάνουν με τον έλεγχο
Όπως γνωρίζει οποιοσδήποτε έχει εργαστεί ποτέ σε μια ομάδα, φυσικά, η ηγεσία είναι ένα μεγάλο ερώτημα όταν πρόκειται για την υπαγόρευση στόχων. Όταν πρόκειται για ρομπότ, αυτό δεν είναι λιγότερο ανησυχητικό - και υπάρχουν πολλές πιθανές απαντήσεις.
«Χρησιμοποιούμε μια κεντρική, σε αντίθεση με την κατανεμημένη, αρχιτεκτονική ελέγχου», είπε ο Benjamin Jenett, ερευνητής στο έργο BILL-E. «Αυτό σημαίνει ότι μια μεμονωμένη οντότητα, στην περίπτωση αυτή ένας φορητός υπολογιστής, υπολογίζει [ολόκληρη] την ακολουθία κατασκευής και τον σχεδιασμό διαδρομής ρομπότ και στέλνει εντολές ασύρματα στα κινητά ρομπότ. Στη συνέχεια, τα ρομπότ εκτελούν αυτό το μονοπάτι που αποτελείται από ένα μικρό σύνολο προδιαγεγραμμένων κινήσεων — βήμα, στροφή, σήκωμα, θέση — με μια πεπερασμένη αίσθηση για ανάδραση.
Το να μιλούν πολλά ρομπότ μεταξύ τους είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο πρόβλημα, που απαιτεί άφθονο εκ των προτέρων προγραμματισμό.
Ο Jenett σημειώνει ότι αυτού του είδους η αρχιτεκτονική κεντρικού ελέγχου μπορεί να επιτύχει τα βέλτιστα αποτελέσματα πιο εύκολα, καθώς όλα είναι προγραμματισμένα εκ των προτέρων. Σε αυτήν την περίπτωση, η «ενιαία οντότητα» στην οποία αναφέρεται είναι σαν τον διαχειριστή έργου σε ένα εργοτάξιο: ο σχεδιασμός όλα εκ των προτέρων και να βεβαιωθείτε ότι κάθε μέλος της ομάδας ξέρει τι πρέπει να είναι πράξη. Ωστόσο, δεν είναι μια τέλεια λύση, καθώς την καθιστά ευάλωτη σε ένα μόνο σημείο αποτυχίας. Ως αποτέλεσμα, ο Jenett είπε ότι η ομάδα εξετάζει τα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου για το μέλλον.
«Αυτό απαιτεί περισσότερη αυτονομία από τα ρομπότ, [που σημαίνει] αίσθηση και λήψη αποφάσεων», είπε. "Αλλά πιστεύουμε ότι το υλικό μας μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί για να ενσωματώσει αυτές τις αλλαγές στις επόμενες φάσεις αυτής της εργασίας."
Αυτή η πρόκληση θα συνεχιστεί και τα επόμενα χρόνια. Το να μιλούν πολλά ρομπότ μεταξύ τους είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο πρόβλημα, που απαιτεί άφθονο εκ των προτέρων προγραμματισμό. Ωστόσο, η πρόοδος στη νοημοσύνη σμήνους θα επιτρέψει επίσης στα ρομπότ να λειτουργούν μαζί σε ορισμένες εφαρμογές με κατανεμημένες μορφές νοημοσύνης. Όπως ένα κοπάδι πουλιών, όπου κάθε πουλί ανταποκρίνεται στους πλησιέστερους γείτονές του, αλλά κανένα πουλί δεν οδηγεί το κοπάδι, αυτό έχει τεράστιες δυνατότητες. Ειδικά όταν πρόκειται για στρατηγικές αυτοσχεδιασμού.
Μόνο η αρχή της ιστορίας
Αυτή τη στιγμή, βρισκόμαστε ακόμα στην αρχή αυτού του συγκεκριμένου ταξιδιού. Όπως οι συνεργασίες μεταξύ ανθρώπων και ρομπότ στο χώρο εργασίας, οι συνεργατικές ομάδες ρομπότ παραμένουν σε μεγάλο βαθμό η επαρχία των ερευνητικών εργαστηρίων. Αλλά δεν θα μείνει έτσι.
Όπως αποδεικνύεται από τα πάντα από Ρομπότ παράδοσης της Starship Technologies σε ANYbotics' ΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕ ρομπότ επιθεώρησης πετρελαιοειδών, τα ρομπότ γίνονται μέρος της καθημερινότητας. Και όπου, αυτή τη στιγμή, οι εταιρείες χρησιμοποιούν ένα ή δύο ρομπότ για την εκτέλεση εργασιών, αυτός ο αριθμός είναι βέβαιο ότι θα αυξηθεί.
Οπότε καλύτερα να αρχίσουν να συνεννοούνται — για χάρη όλων μας.
Συστάσεις των συντακτών
- Γνωρίστε το ρομπότ που αλλάζει το παιχνίδι και μπορεί να μιμηθεί τέλεια κάθε ανθρώπινη ρίψη
- Η αστεία φόρμουλα: Γιατί το χιούμορ που δημιουργείται από μηχανή είναι το ιερό δισκοπότηρο του A.I.
- Part Terminator, part Tremors: Αυτό το ρομποτικό σκουλήκι μπορεί να κολυμπήσει μέσα στην άμμο
- Ο ήχος της επιστήμης: Γιατί ο ήχος είναι το επόμενο σύνορο στην εξερεύνηση του Άρη
- Τα εξελισσόμενα, αυτοαναπαραγόμενα ρομπότ είναι εδώ — αλλά μην ανησυχείτε για μια εξέγερση
