Kolaborativni roboti se udružuju, grade svemirske postaje i spašavaju živote

Strukture poput Međunarodne svemirske postaje su prevelike i teške da bi se izgradile na Zemlji i potom lansirale na Zemlju kao jedan komad. Umjesto toga, ISS je sastavljen u svemiru poput divovskog Lego kockice, koristeći velike module koji su isporučeni putem višestrukih lansiranja raketa u razdoblju od 12 godina. To je dovoljno teško kada imate posla sa strukturom dizajniranom da lebdi u Zemljinoj orbiti. Ali što kada istraživanje svemira učini sljedeći korak i čovječanstvo poželi graditi složene građevine dalje, poput Marsa?

Tamo je a novi MIT projekt dolazi u obzir. Utjelovljujući mantru "timski rad čini san uspješnim", prikazuje sustav sićušnih kolaborativnih robota - nadimak relative roboti — koji bi jednog dana mogli raditi zajedno na izgradnji visokoučinkovitih struktura, od zrakoplova preko kuća do svemira naselja.

Roboti u obliku slova V, nazvani Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorers (ili BILL-E), nalikuju minijaturnim rukama. Krećući se poput inchworms, mogu sastaviti male trodimenzionalne modularne dijelove, zvane vokseli, u veće strukture. Na isti način na koji se slika bilo koje složenosti može reproducirati na zaslonu pomoću jednostavnog kvadrata piksela, ideja kreatora BILL-E-ja je da bi roboti mogli postići isto u trodimenzionalni svijet. Roboti mogu podići svaki voksel i postaviti ga na mjesto, a zatim ga povezati pomoću posebnog sustava za zatvaranje koji je dio svake građevinske jedinice.

"Naši roboti mogu graditi strukture veće i preciznije od sebe", rekao je Benjamin Jenett, jedan od glavnih istraživača na projektu, za Digital Trends. “Nema povećanja troškova za infrastrukturu osim izrade pojedinačnih voksel komponenti i jednostavnih robota. U tom smislu, geometrijska složenost dolazi malo ili nimalo. Relativna robotska montaža koristi jednostavnu, ponovljivu proceduru za proizvodnju visokoučinkovitih struktura na zahtjev, gdje je pojedinačna montaža konačna montaža.”

Timski rad čini da robot iz snova radi

Nema sumnje da su MIT-ovi roboti BILL-E za izgradnju voksela uzbudljivi. Ali možda je najuzbudljiviji njihov aspekt ono što predlažu o sljedećoj granici za robote. Već više od pola stoljeća, barem otkad SRI International istraživači grade prvi mobilni robot opće namjene, inženjeri su s pravom bili uzbuđeni zbog mogućnosti korištenja robota.

Danas se roboti koriste u nizu aplikacija. Ljudi koji ih grade obećavaju da će moći obavljati dosadne, prljave, opasne i skupe poslove za koje su ljudi manje prikladni. No iako jedan robot može biti koristan, on je sve više koristan timovi robota koji nude uvid u to gdje su možda najvrjedniji. Dokazi o tome gdje timovi strojeva mogu trijumfirati vidljivi su na svim različitim razinama. Postoje mali roboti poput relativnih robota koje je razvio MIT. Međutim, ta ista načela suradnje vrijede i za veće robote.

Prošle godine, Boston Dynamics objavio kratki video u kojem su dva SpotMini robota radila zajedno kako bi postigla zajednički cilj: otvaranje vrata ureda. To je ograničena, pojednostavljena ilustracija suradnje, ali svejedno pokazuje koliko je višestruka strojevi mogu raditi zajedno kako bi izvršili zadatke koji bi bili daleko teži ili čak nemogući njihov.

Postoji širok izbor problema koje takvi kolaborativni roboti obećavaju riješiti. U nekim slučajevima to je izbjegavanje ili uklanjanje prepreka, kao u slučaju SpotMinija koji otvara vrata. U drugima bi to moglo biti istraživanje velikih područja pomoću više robota koji svaki prati svoje individualne staze, ali koordinirani tako da pokrivaju široko područje bez gaženja jedni drugima na prste. To može biti korisno za stvari poput mapiranja. Također može omogućiti robotima da poboljšaju svoje sposobnosti, učenjem putem pokušaja i pogrešaka i zatim prenošenjem tih informacija ostalima u skupini; omogućujući svima uključenima da brže postanu pametniji.

Timovi robota su posvuda

Primjeri robota koji se temelje na timskoj suradnji su posvuda. Na Sveučilištu Columbia u New Yorku, profesor Hod Lipson i njegov tim su razvio roj robota u obliku diska koji se mogu povezati kako bi formirali niz različitih faktora oblika. Na primjer, ako se treba kretati kroz prazninu, roboti se mogu preurediti u oblik koji im omogućuje da putuju kroz nju, prije nego što se ponovno sastave kao šira struktura s druge strane.

U međuvremenu, kao dio NASA-inog programa Innovative Advanced Concepts, renomirana svemirska agencija je radeći na projektu vrteći se oko grupe robota zvanih "koboti". Ovi koboti mogu raditi kao tim u istraživanju područja kao što su špilje, ali i raditi zajedno kako bi omogućili nove vrste kretanja. Jednog dana, NASA se nada da bi se mogli koristiti za istraživanje drugih planeta.

Ovi pristupi su nevjerojatno uzbudljivi. Međutim, u oba primjera, korišteni roboti su identični jedan drugome. To ne mora biti tako. Zapravo, u mnogim bi scenarijima moglo biti korisnije da su timovi robota sastavljeni od robota s vrlo različitim vještinama. Znate, kao učinkoviti timovi ljudi.

Razmotrite, na primjer, kooperativne timove robota koji rade zajedno u misiji potrage i spašavanja nakon prirodne katastrofe. Ovo je nešto što već jest aktivno se istražuje zbog opasnosti koja je svojstvena slanju ljudskih spasitelja. Ali iako bi više jedinica istog robota nedvojbeno moglo biti korisno u određenim spašavanjima okruženja, sposobnost spajanja robota s različitim skupovima vještina mogla bi se pokazati još više vrijedan.

Zamislite da koristite robota izviđača s naprednim optičkim mogućnostima u kombinaciji s težim robotom koji je tu da uklanja ruševine s puta ili donosi hranu i vodu žrtvama. Ova mogućnost korištenja više vrsta robota zajedno nešto je što se trenutno istražuje DARPA-in podzemni veliki izazov. Sudionici natjecanja moraju razviti autonomne robote za istraživanje podzemnih okruženja. No, umjesto da budu ograničeni na jednu vrstu robota, mogu izgraditi timove za označavanje koji se sastoje od više vrsta strojeva, u rasponu od robota inspiriranih četveronožnim psima do letećih dronova.

Sve je u kontroli

Kao što svatko tko je ikada radio u timu zna, naravno, vodstvo je veliko pitanje kada se radi o diktiranju ciljeva. Kada je riječ o robotima, to nije ništa manje zabrinjavajuće - i postoji više mogućih odgovora.

"Mi koristimo centraliziranu, za razliku od distribuirane, upravljačke arhitekture", rekao je Benjamin Jenett, istraživač na projektu BILL-E. „To znači da jedan entitet, u ovom slučaju prijenosno računalo, izračunava [cijeli] slijed izrade i planiranje putanje robota te bežično šalje naredbe mobilnim robotima. Roboti zatim izvršavaju ovu putanju koja se sastoji od malog skupa propisanih pokreta - korak, okret, podizanje, mjesto - s konačnom količinom senzora za povratnu informaciju."

Jenett napominje da ova vrsta centralizirane upravljačke arhitekture može lakše postići optimalne rezultate jer je sve programirano unaprijed. U ovom slučaju, "jedan entitet" na koji on misli je poput voditelja projekta na gradilištu: planiranje sve unaprijed i pobrinuti se da svaki član tima zna što bi trebao biti rade. Međutim, to nije savršeno rješenje jer ga čini ranjivim na jednu točku kvara. Kao rezultat toga, Jenett je rekao da tim gleda na distribuirane sustave upravljanja za budućnost.

"To zahtijeva više autonomije od robota, [što znači] osjetila i donošenja odluka", rekao je. "Ali smatramo da se naš hardver može lako modificirati kako bi uključio ove promjene u nadolazećim fazama ovog rada."

Ovaj izazov će se nastaviti iu godinama koje dolaze. Natjerati više robota da međusobno razgovaraju vrlo je složen problem, koji zahtijeva puno planiranja unaprijed. Međutim, napredak u inteligenciji rojeva također će omogućiti robotima da funkcioniraju zajedno u određenim aplikacijama s distribuiranim oblicima inteligencije. Poput jata ptica, gdje svaka ptica reagira na svoje najbliže susjede, ali nijedna ptica ne vodi jato, ovo ima ogroman potencijal. Pogotovo kada je riječ o strategijama improviziranja.

Samo početak priče

Trenutno smo još uvijek na početku ovog konkretnog putovanja. Kao i suradnja između ljudi i robota na radnom mjestu, suradnički timovi robota ostaju uglavnom područje istraživačkih laboratorija. Ali to neće ostati tako.

Kao što pokazuje sve iz Roboti za dostavu tvrtke Starship Technologies za ANYbotics' BILO KOJI roboti za inspekciju naftnih platformi, roboti postaju dio svakodnevnog života. A tamo gdje upravo sada tvrtke zapošljavaju jednog ili dva robota za obavljanje zadataka, taj će broj sigurno rasti.

Zato im je bolje da se počnu slagati - za dobro svih nas.

Preporuke urednika

• Upoznajte robota za bacanje koji mijenja igru ​​i može savršeno oponašati svako ljudsko bacanje
• Smiješna formula: zašto je strojno generirani humor sveti gral AI-ja
• Dijelom Terminator, dijelom Tremors: Ovaj robotski crv može plivati ​​kroz pijesak
• Zvuk znanosti: Zašto je zvuk sljedeća granica u istraživanju Marsa
• Evolvirajući, samoreplicirajući roboti su ovdje - ali ne brinite o ustanku