He ovat olleet keskuudessamme jo jonkin aikaa. Pienet mikrobotit, jotka taistelevat yhdessä sairauksia vastaan, löytävät kadonneen sotilaan tai jopa rakentavat uuden rakenteen, ovat esiintyneet tieteiselokuvissa, kuten Vähemmistöraportti menneisyydessä. Ja useat yritykset, mukaan lukien IBM ja HP, ovat osoittaneet, kuinka muutama pieni robotti voi kommunikoida keskenään suorittaakseen tehtävän.
Nyt Harvardin tutkijat ovat kehittäneet kilobotin, pienen robotin, jonka rakentaminen maksaa vain 14 dollaria ja joka kommunikoi infrapunalla. Tärkein ero: sadat tai jopa tuhannet kilobotit voivat suorittaa monimutkaisia tehtäviä. Tulevaisuudessa nämä botit voivat luoda vaiheen nopealle prototyyppien kokoamiselle. Kuvittele tuhansia kilobotteja rakentamassa siltaa tai jopa pilvenpiirtäjää tai menevän sota-alueelle löytääkseen vihollisasennuksia ja poistavan aseita yksitellen.
Mike Rubenstein on tutkijatohtori, joka työskentelee Itseorganisoituvien järjestelmien tutkimusryhmä Harvardin yliopistossa. Hän selitti, että pienet robotit käyttävät kahta tärisevää moottoria liikkumiseen ja kommunikoivat muiden robottien kanssa infrapunavalon lähettäminen pinnalle - he tietävät muiden robottien sijainnin lukemalla valoa intensiteetti.
Hänen mukaansa suurin ero joidenkin aiempien swarmbottien ja kilobittien välillä on se, että uudet robotit ovat aitoja robotteja: Ne toimivat yhdessä, mutta eivät vain seuraa ennalta määrättyä reittiä. Ne ovat enemmän kuin Roomba kuin RC-auto, joka vain noudattaa käyttäjän komentoja. Roomban avulla robotilla on tarpeeksi älykkyyttä valvoakseen ympäristöä, joka etsii esteitä ja käyttää tuhansia algoritmeja löytääkseen optimaalisen reitin.
"Pääasiallinen lyhytaikainen sovellus on parvialgoritmien testaaminen suuressa mittakaavassa robottijärjestelmässä", Rubenstein sanoo. "Voimme ohjelmoida ne liikkumaan ja olemaan vuorovaikutuksessa naapurirobottien kanssa. On monia mahdollisia käyttäytymismalleja, tähän mennessä olemme työskennelleet ravinnonhaun ja etsinnön parissa."
Rubenstein sanoo voivansa kuvitella tulevaisuuden skenaarion, jossa botteja käytetään sotilaallisiin toimiin. Ryhmä on jo kehittänyt tiekartan, ns Termes, kuinka kilobotit voisivat rakentaa 3D-rakenteen. Tiimi työskentelee laajamittaisen kilobottien käyttöönoton parissa. Rubenstein kuvittelee myös, että botteja käytetään koulutukseen, mitä hän kutsuu "ryhmäajoneuvon navigoinniksi" ja ympäristönsuojeluun. kartoitus – tekniikka, joka arvioi miltä alue näyttäisi korroosion tai ilmaston vaikutusten jälkeen muuttaa.
Lääketieteelliset skenaariot
Toinen esimerkki massiivisesta swarmbot-vuorovaikutuksesta sisältää niin sanotut "ninjahiukkaset", joita IBM kehittää. Nämä pienet polymeeribotit toimivat kuin solu kehossasi – ne sisältävät sähkövarauksen, ja ne houkuttelevat kehossa olevia tartunta-aineita kuin magneetti. Lääkärit voisivat käyttää kehossa itsenäisesti toimivia ninjahiukkasia löytääkseen haavan ja aloittaakseen vaurioituneiden solujen korjaamisen.
"Kun nämä polymeerit joutuvat kosketuksiin veden kanssa kehossa tai pinnalla, ne kokoontuvat itsestään nanorakenteeksi, joka on suunniteltu kohdistamaan bakteerikalvoihin sähköstaattisen vuorovaikutuksen perusteella ja murtautumaan niiden solukalvojen läpi ja seinät. Tämän toiminnan fyysinen luonne estää bakteereja kehittämästä vastustuskykyä näille nanohiukkasille", sanoo IBM: n tutkija Jim Hedrick.
"Nämä aineet estävät bakteereja kehittämästä lääkeresistenssiä murtautumalla bakteerin läpi soluseinä ja kalvo, pohjimmiltaan erilainen hyökkäystapa perinteisiin antibiooteihin verrattuna, Hedrick sanoo. Parvikonsepti, samanlainen kuin mitä Rubenstein kehittää, tarkoittaa, että jokainen yksittäinen polymeeri ei voi saavuttaa tehtävä yksinään, mutta sen on työskenneltävä muiden tekijöiden kanssa taistellakseen infektiota vastaan ja muuttaakseen soluja kehon.
Mielenkiintoista on, että Hedrick sanoo, että ninjahiukkasia voitaisiin käyttää myös kaupallisiin sovelluksiin, ei vain lääketieteen alalla tai tutkimuslaboratoriossa. Hän sanoo, että nanorakenteet voitaisiin integroida käsisaippuaan, deodoranttiin, pöytäpyyhkeisiin ja käsien desinfiointiaineisiin infektioiden torjumiseksi. Niitä voitaisiin käyttää myös suurten infektioiden, kuten tuberkuloosin ja keuhkosairauden, torjumiseen. Kun hiukkaset on ohjelmoitu, ne suorittavat "tehtävänsä" ja liukenevat sitten luonnollisesti.
Tulevaisuuden skenaariot
Rubenstein epäröi teoretisoida tulevaisuuden kilobot-skenaarioita. Silti on helppo kuvitella, kuinka swarmboteista voisi tulla osa jokapäiväistä elämäämme. Se, voivatko tuhannet robotit rakentaa siltoja, löytää infektioita tai taistella taisteluissamme johtaa microarmageddoniin, on toinen kysymys. Kuitenkin ajatus sensoreista fyysisissä kohteissa on jo todellisuutta.
Yksi esimerkki on 94Fifty koripallo, jota myydään noin 3 000 dollarilla. Pallo sisältää anturin, joka kommunikoi ohjelmiston kanssa pelaajan laukauksen analysoimiseksi. Ohjelmiston avulla voidaan kouluttaa uusia pelaajia ampumamekaniikkaan, ja dataa voidaan käyttää koko joukkueen analysointiin, kuinka he pelaavat peliä ja miten he voivat parantaa kykyjään. Tämä "pesä"-analyysi, joka on jo todellisuutta, osoittaa, kuinka sulautetut anturit voivat toimia yhdessä tiimissä.
Swarmbotit käyttävät samanlaista konseptia: Ne voitaisiin upottaa fyysisiin objekteihin, kommunikoida keskenään ja raportoida sitten toimistaan takaisin keskuspalvelimelle.
Se on erityisen mielenkiintoista taistelukentällä. Swarmbotit voisivat toimia kuin uudet iRobot 110 FirstLook, nopean käyttöönoton botti, jonka heität maahan.
Botti kestää 15 jalan pudotuksen ja on vesitiivis 3 jalkaan asti. Vaikka ne eivät ole mikrobotin kokoisia (jokainen FirstLook on noin kymmenen tuumaa pitkä ja painaa viisi kiloa), ne voisivat toimia pesässä, samalla tavalla kuin ohjelmoijat ovat suunnitelleet parven iRobot Roomba -pölynimureita suurien alueilla. Näimme äskettäin, kuinka kaksi Roombaa imuroi yhdessä huoneen, vältteli toisiaan ja kommunikoi saadakseen siivoustyön valmiiksi puolessa ajassa.
FirstLook-botit käyttävät jo infrapunavaloa löytääkseen reittejä taistelukentällä. Vaikka ne eivät toimi itsenäisesti eivätkä vielä kommunikoi keskenään, on helppo kuvitella, kuinka tällaiset robotit voisivat koordinoida tutkimustehtävää vihollisen alueella.
Swarmbot-dronit voisivat suorittaa valvontatehtäviä, kuten tulevasta nähdään Ghost Recon: Future Soldier Ubisoftin peli, joka tarjoaa tiedustelupalvelun, joka pitää sotilaat turvassa. Tietenkin nämä tulevaisuuden skenaariot voivat tuntua tieteisfiktioilta. Jokaisen taistelukentän botin kustannuksista on kysymyksiä, ja sotilasviranomaiset ovat olleet pidättyväisiä käyttäessään niitä robotit taistelutilanteissa moraalisten seurausten vuoksi (ihmisillä on kyky tehdä parempia impulsseja päätökset). Sotilaallisia botteja käytetään nykyään pääasiassa taistelukentän kartoittamiseen.
Kuten kaikki robotiikkayritykset, tämä kuitenkin muuttuu, kun tekoäly paranee. Swarmbotit voidaan ohjelmoida ryhmävikasuojalla, joka on vahvempi kuin yksittäinen botti. Heidät voitaisiin lähettää sota-alueelle etsimään haavoittuneita sotilaita, korjaamaan ajoneuvoja ja jopa poistamaan käytöstä vihollisen aseita.
Toistaiseksi swarmbot-tekniikka on vakaasti varhaisessa kehitysvaiheessa. Kilobot on tähän mennessä paras esimerkki, joka osoittaa, kuinka edullinen robotti voi suorittaa yksinkertaisia tehtäviä ja työskennellä yhdessä laumana. Vielä ei tiedetä, johtaako tämä parveen robotteja, jotka voivat leikata ruohoa, korjata aidan tai rakentaa puulinnoituksen takapihallesi.
Toimittajien suositukset
- Viimeistely: Kuinka tiedemiehet antavat roboteille ihmismäisiä tuntoaisteja
- Naiset tavun kanssa: Vivienne Mingin suunnitelma ratkaista "sotkuiset inhimilliset ongelmat" A.I: n kanssa.
- Parhaat robotit CES 2021:ssä
- 9 sotilaallista robottia, jotka ovat täysin pelottavia… ja oudon suloisia
- Itsenäisen jakelurobotin mielessä
