Struktuurid, nagu Rahvusvaheline Kosmosejaam, on liiga suured ja rasked, et neid Maale ehitada ja seejärel ühe tükina Maale saata. Selle asemel pandi ISS kosmosesse kokku nagu hiiglaslik Lego komplekt, kasutades suuri mooduleid, mis saadeti kohale mitme raketiheitega 12 aasta jooksul. See on piisavalt karm, kui tegemist on konstruktsiooniga, mis on loodud Maa orbiidil hõljuma. Aga kuidas oleks siis, kui kosmoseuuringud astuvad järgmise sammu ja inimkond soovib ehitada keerukaid ehitisi kaugemal, näiteks Marsil?
Sisu
- Meeskonnatöö paneb roboti unistuse tööle
- Robotimeeskonnad on kõikjal
- See kõik puudutab kontrolli
- Alles loo algus
Seal asub a uus MIT projekt mängu tuleb. Mantra "meeskonnatöö paneb unistuse toimima" kehastus näitab pisikeste koostöörobotite süsteemi – hüüdnimega sugulane. robotid – mis võiksid ühel päeval töötada koos, et ehitada suure jõudlusega struktuure, mis ulatuvad lennukitest majadeni ja kosmoseni asulad.
Soovitatavad videod
V-kujulised robotid, mida nimetatakse kahejalgsete isotroopsete võretega lokomoteerimisuurijateks (või BILL-E), meenutavad miniatuurseid käsivarsi. Liikudes nagu inchworms, saavad nad kokku panna väikesed kolmemõõtmelised modulaarsed tükid, mida nimetatakse voksliteks, suuremateks struktuurideks. Samamoodi nagu lihtsa ruudu abil saab ekraanil taasesitada mis tahes keerukusega pilti pikslit, on BILL-E loojate idee selles, et robotid võiksid saavutada sama kolmemõõtmeline maailm. Robotid saavad iga voksli üles võtta ja oma kohale asetada ning seejärel ühendada spetsiaalse lukustussüsteemi abil, mis on iga hoone osa osa.
Seotud
- Viimistlus: kuidas teadlased annavad robotitele inimlikke puutetundlikkusi
- Tootmise tulevik: pilk ette järgmisse asjade valmistamise ajastusse
- Automatiseerimise tulevik: Robotid tulevad, kuid nad ei võta teie tööd
"Meie robotid suudavad ehitada endast suuremaid ja täpsemaid struktuure," ütles projekti üks peamisi uurijaid Benjamin Jenett väljaandele Digital Trends. Infrastruktuuri kulud ei suurene peale üksikute vokslikomponentide ja lihtsate robotite valmistamise. Selles mõttes on geomeetriline keerukus vähe või tasuta. Suhteline robotite kokkupanek kasutab lihtsat korratavat protseduuri, et toota nõudmisel suure jõudlusega struktuure, kus üksik koost on lõplik kokkupanek.
Meeskonnatöö paneb roboti unistuse tööle
Pole kahtlust, et MIT-i voksleid loovad BILL-E robotid on põnevad. Kuid võib-olla on nende kõige põnevam aspekt see, mida nad soovitavad robotite järgmise piiri kohta. Rohkem kui pool sajandit, vähemalt sellest ajast, kui SRI Internationali teadlased seda ehitavad esimene üldotstarbeline mobiilne robot, on insenerid olnud õigustatult põnevil robotite kasutamise võimalusest.
Tänapäeval kasutatakse roboteid paljudes rakendustes. Inimesed, kes neid ehitavad, lubavad, et nad saavad hakkama nüri, räpased, ohtlikud ja kallid tööd, milleks inimesed vähem sobivad. Kuid kuigi üks robot võib olla kasulik, on see üha enam meeskonnad robotitest, mis annavad ülevaate sellest, kus nad võivad olla kõige väärtuslikumad. Tõendid selle kohta, kus masinate meeskonnad võivad võidutseda, on ilmsed kõigis erinevates mastaapides. On väikseid roboteid, nagu MIT-i poolt välja töötatud suhtelised robotid. Samad koostööpõhimõtted kehtivad aga ka suuremate robotite puhul.
Eelmisel aastal Boston Dynamics avaldas lühikese video milles kaks SpotMini robotit töötasid koos ühise eesmärgi saavutamiseks: kontoriukse avamine. See on piiratud, lihtsustatud näide koostööst, kuid sellegipoolest näitab see, kui palju masinad saavad koos töötada, et täita ülesandeid, mis oleksid olnud palju keerulisemad või isegi võimatud Nende oma.
Hei, sõber, kas sa annad mulle käe?
Sellised koostöörobotid lubavad lahendada mitmesuguseid probleeme. Mõnel juhul on see takistuste vältimine või eemaldamine, näiteks ukseava SpotMinise puhul. Teistel juhtudel võib see olla suurte alade uurimine, kasutades mitut robotit, millest igaüks jälgib oma individuaalseid radu, kuid mis on kooskõlastatud nii, et see kataks laia ala ilma üksteise varvastele astumata. See võib olla kasulik näiteks kaardistamise jaoks. Samuti võib see võimaldada robotitel oma võimeid parandada, õppides katse-eksituse meetodil ja edastades seejärel selle teabe teistele partei liikmetele; võimaldades kõigil osalistel kiiremini targemaks saada.
Robotimeeskonnad on kõikjal
Näiteid meeskonnapõhistest koostöörobotidest on kõikjal. New Yorgi Columbia ülikoolis on professor Hod Lipson ja tema meeskond seda teinud arendas välja kettakujuliste robotite sülem mis võivad omavahel ühendada, moodustades mitmesuguseid erinevaid vormitegureid. Näiteks kui see peab liikuma läbi pilu, saavad robotid end ümber paigutada kujundisse, mis võimaldab neil sellest läbi liikuda, enne kui nad teiselt poolt laiemaks struktuuriks kokku panevad.
Vahepeal on NASA uuenduslike täiustatud kontseptsioonide programmi osana tuntud kosmoseagentuur projekti kallal töötamine tiirleb robotite rühma ümber, mida nimetatakse "kobotiteks". Need kobotid võivad töötada meeskonnana, et uurida selliseid piirkondi nagu koopad, kuid teha koostööd ka uut tüüpi liikumisviiside võimaldamiseks. Ühel päeval loodab NASA, et neid saab kasutada teiste planeetide uurimiseks.
Need lähenemisviisid on uskumatult põnevad. Kuid mõlemas näites on kasutatavad robotid üksteisega identsed. See ei pea nii olema. Tegelikult võib paljude stsenaariumide puhul olla kasulikum, kui robotite meeskonnad koosneksid laias laastus erinevate oskustega robotitest. Teate, nagu tõhusad inimrühmad.
Mõelge näiteks koostöövõimelistele robotimeeskondadele, kes töötavad koos looduskatastroofi järel otsingu- ja päästemissioonil. See on midagi, mis juba on uuritakse aktiivselt inimpäästjate kohalesaatmisele omase ohu tõttu. Kuid kuigi sama roboti mitu ühikut võib teatud päästetöödel kahtlemata olla kasulik Erinevate oskustega robotite kokkuviimine võib veelgi enam tõestada väärtuslik.
Kujutage ette, et kasutate täiustatud optikavõimalustega skaut-tüüpi robotit koos raskema robotiga, mis on selleks mõeldud killustiku teelt eemaldamiseks või ohvritele toidu ja vee toomiseks. Seda võimalust kasutada mitut tüüpi roboteid koos on praegu uuritud DARPA maa-alune suur väljakutse. Konkursil osalejad peavad maa-aluse keskkonna uurimiseks välja töötama autonoomsed robotid. Selle asemel, et piirduda ainult ühte tüüpi robotiga, saavad nad luua mitut tüüpi masinatest koosnevaid sildimeeskondi, alates neljajalgsetest koertest inspireeritud robotitest kuni lendavate droonideni.
See kõik puudutab kontrolli
Nagu igaüks, kes on kunagi meeskonnas töötanud, teab muidugi, et juhtimine on eesmärkide dikteerimisel suur küsimus. Mis puutub robotitesse, siis pole see vähem muret – ja vastuseid on mitu.
"Me kasutame tsentraliseeritud, mitte hajutatud juhtimisarhitektuuri, " ütles BILL-E projekti teadur Benjamin Jenett. "See tähendab, et üks üksus, antud juhul sülearvuti, arvutab [kogu] ehitusjärjestuse ja roboti tee planeerimise ning saadab mobiilsetele robotitele juhtmevabalt käsud. Seejärel teostavad robotid seda rada, mis koosneb väikesest etteantud liigutuste komplektist – samm, pööramine, ülesvõtt, asetamine – koos piiratud hulga tagasiside andmisega.
Mitme roboti üksteisega rääkimine on tohutult keeruline probleem, mis nõuab palju eelnevat planeerimist.
Jenett märgib, et selline tsentraliseeritud juhtimisarhitektuur võib hõlpsamini saavutada optimaalseid tulemusi, kuna kõik on enne tähtaega programmeeritud. Sel juhul on "üksik üksus", millele ta viitab, nagu ehitusplatsi projektijuht: planeerimine kõik ette ja veenduge, et iga meeskonnaliige teaks, mis ta olema peab tegemas. See pole aga täiuslik lahendus, kuna muudab selle haavatavaks ühe tõrkepunkti suhtes. Selle tulemusena ütles Jenett, et meeskond uurib tuleviku jaoks hajutatud juhtimissüsteeme.
"See nõuab robotitelt rohkem autonoomiat, [tähendab] tajumist ja otsuste tegemist," ütles ta. "Kuid me arvame, et meie riistvara saab hõlpsasti muuta, et lisada need muudatused selle töö järgmistesse etappidesse."
See väljakutse jätkub ka järgmistel aastatel. Mitme roboti üksteisega rääkimine on tohutult keeruline probleem, mis nõuab palju eelnevat planeerimist. Kuid sülemuure areng võimaldab robotitel koos töötada ka teatud rakendustes, millel on hajutatud intelligentsus. Nagu linnuparv, kus iga lind vastab oma lähinaabritele, kuid ükski lind ei juhi karja, on sellel tohutu potentsiaal. Eriti kui tegemist on improviseerimisstrateegiatega.
Alles loo algus
Praegu oleme veel selle konkreetse teekonna alguses. Sarnaselt inimeste ja robotite vahelisele koostööle töökohal jäävad robotite koostöörühmad suures osas uurimislaboritele. Aga nii see ei jää.
Nagu näitab kõik alates Starship Technologiesi kohaletoimetamisrobotid ANYboticsile ANYmal naftapuurtornide kontrollimise robotid, robotid on saamas igapäevaelu osaks. Ja seal, kus ettevõtted kasutavad praegu ülesannete täitmiseks ühte või kahte robotit, see arv kindlasti kasvab.
Nii et nad hakkaksid paremini läbi saama – meie kõigi huvides.
Toimetajate soovitused
- Tutvuge mängu muutva viskerobotiga, mis suudab suurepäraselt jäljendada iga inimese viset
- Naljakas valem: miks masinaga loodud huumor on A.I püha graal?
- Osa terminaator, osa värinad: see robot-uss suudab ujuda läbi liiva
- Teaduse kõla: miks heli on Marsi uurimise järgmine piir?
- Arenevad, isepaljunevad robotid on kohal – kuid ärge muretsege ülestõusu pärast
