Együttműködő robotok összefognak, űrállomásokat építenek, és életeket menthetnek

Az olyan építmények, mint a Nemzetközi Űrállomás, túl nagyok és nehezek ahhoz, hogy a Földre építsék, majd egy darabként a Földre indítsák. Ehelyett az ISS-t az űrben szerelték össze, mint egy óriási Lego-készletet, nagy modulok felhasználásával, amelyeket 12 év alatt több rakétakilövéssel szállítottak le. Ez elég kemény, ha egy olyan szerkezettel van dolgunk, amelyet a Föld körüli pályán lebegni terveztek. De mi van akkor, ha az űrkutatás megteszi a következő lépést, és az emberiség bonyolult építményeket akar távolabb építeni, például a Marson?

Ott van a új MIT projekt játékba lép. A „csapatmunka munkára készteti az álmot” mantrát megtestesítő apró, együttműködő robotok rendszerét mutatja be – rokon becenévvel. robotok – amelyek egy napon együttműködve nagy teljesítményű szerkezeteket építhetnek, a repülőgépektől a házakon át az űrig települések.

A V-alakú robotok, az úgynevezett bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorers (vagy BILL-E), miniatűr karokra hasonlítanak. Inchférgekként mozogva kis háromdimenziós moduláris darabokat, úgynevezett voxeleket tudnak nagyobb struktúrákká összeállítani. Ugyanúgy, ahogy bármilyen bonyolultságú kép reprodukálható a képernyőn egyszerű négyzet használatával pixelben, a BILL-E készítőinek az az ötlete, hogy a robotok ugyanezt a háromdimenziós világ. A robotok minden voxelt felvehetnek és a helyükre helyezhetnek, majd egy speciális reteszelő rendszerrel összekapcsolhatók, amely minden egyes épületegység részét képezi.

"Robotjaink náluk nagyobb és pontosabb szerkezeteket tudnak felépíteni" - mondta Benjamin Jenett, a projekt egyik fő kutatója a Digital Trendsnek. „Nincs az infrastruktúra költségnövekedése az egyes voxelkomponensek és az egyszerű robotok elkészítésén túl. Ebben az értelemben a geometriai összetettség kevés vagy költségmentes. A relatív robotos összeszerelés egyszerű, megismételhető eljárást használ a nagy teljesítményű szerkezetek igény szerinti előállításához, ahol az egyetlen összeállítás a végső összeszerelés.”

A csapatmunka munkára készteti a robotot

Kétségtelen, hogy az MIT voxelépítő BILL-E robotjai izgalmasak. De talán a legizgalmasabb az, amit a robotok következő határáról sugallnak. Több mint fél évszázada, legalábbis amióta a SRI International kutatói építik a az első általános célú mobil robot, a mérnököket joggal izgatja a robotok használatának lehetősége.

Manapság a robotokat számos alkalmazásban használják. Az emberek, akik építik őket, megígérik, hogy képesek lesznek elvégezni azokat az unalmas, piszkos, veszélyes és sok dolláros munkákat, amelyekre az emberek kevésbé alkalmasak. De bár egy robot hasznos lehet, egyre inkább csapatok olyan robotok, amelyek bepillantást nyújtanak abba, hogy hol lehetnek a legértékesebbek. A bizonyíték arra, hogy a gépek csapatai hol tudnak diadalmaskodni, mindenféle léptékben nyilvánvalóak. Vannak olyan kis robotok, mint az MIT által kifejlesztett relatív robotok. Ugyanezek az együttműködési elvek azonban érvényesek a nagyobb robotokra is.

Tavaly a Boston Dynamics kiadott egy rövid videót amelyben két SpotMini robot dolgozott együtt egy közös cél elérése érdekében: kinyitott egy irodaajtót. Ez egy korlátozott, leegyszerűsített illusztrációja az együttműködésnek, de mindazonáltal megmutatja, milyen sokrétű A gépek együtt tudnak dolgozni olyan feladatok elvégzésében, amelyek sokkal nehezebbek vagy akár lehetetlenek lettek volna a sajátjuk.

Az ilyen együttműködő robotok sokféle problémát ígérnek megoldani. Bizonyos esetekben ez az akadályok elkerülése vagy eltávolítása, például az ajtónyitó SpotMinis esetében. Más esetekben nagy területek feltárása lehet több robot segítségével, amelyek mindegyike követi a saját egyéni útvonalát, de úgy koordinálják, hogy széles területet fedjenek le anélkül, hogy egymás lábujjára lépnének. Ez hasznos lehet például térképezéshez. Lehetővé teheti azt is, hogy a robotok javítsák képességeiket úgy, hogy próba-hibán keresztül tanulnak, majd továbbítják ezt az információt a csapat többi tagjának; lehetővé téve minden érintett számára, hogy gyorsabban okosodjon.

A robotcsapatok mindenhol ott vannak

A csapatalapú kollaboratív robotok példái mindenhol megtalálhatók. A New York-i Columbia Egyetemen Hod Lipson professzor és csapata igen korong alakú robotok raját fejlesztette ki amelyek egymáshoz kapcsolódva számos különböző formai tényezőt alkothatnak. Például, ha egy résen kell áthaladnia, a robotok átrendezhetik magukat olyan alakzatba, amely lehetővé teszi számukra, hogy áthaladjanak rajta, mielőtt a másik oldalon szélesebb szerkezetként újra összeállnának.

Eközben a NASA Innovative Advanced Concepts programjának részeként a neves űrügynökség projekten dolgozik „kobotoknak” nevezett robotcsoport körül forog. Ezek a kobotok csapatként dolgozhatnak, hogy felfedezzenek olyan területeket, mint a barlangok, de együtt dolgozhatnak új típusú mozgások megvalósításán is. Egy napon a NASA azt reméli, hogy más bolygók felfedezésére is felhasználhatják őket.

Ezek a megközelítések hihetetlenül izgalmasak. Azonban mindkét példában az alkalmazott robotok azonosak egymással. Ennek nem feltétlenül kell így lennie. Valójában sok forgatókönyv esetén hasznosabb lehet, ha a robotok csapatai egymástól eltérő képességekkel rendelkező robotokból állnának. Tudod, mint egy hatékony embercsoport.

Gondoljunk például arra, hogy együttműködő robotcsapatok dolgoznak együtt egy természeti katasztrófát követő kutatási és mentési küldetésben. Ez már valami aktívan feltárják az embermentők beküldésében rejlő veszély miatt. De bár egy robot több egysége kétségtelenül hasznos lehet bizonyos mentéseknél A különböző készségekkel rendelkező robotok összehozása még többet bizonyíthat értékes.

Képzeljen el egy felderítő típusú robotot fejlett optikai képességekkel kombinálva egy nehezebb robottal, amely arra szolgál, hogy elmozdítsa az útból a törmeléket, vagy ételt és vizet hozzon az áldozatoknak. A többféle robot együttes használatának képességét jelenleg vizsgálják A DARPA földalatti nagy kihívása. A versenyen részt vevőknek autonóm robotokat kell kifejleszteniük a földalatti környezet felfedezéséhez. Ahelyett, hogy egyfajta robotra korlátozódnának, több típusú gépből álló tagcsapatokat építhetnek, a négylábú, kutya által ihletett robotoktól a repülő drónokig.

Az egész az irányításról szól

Amint azt mindenki tudja, aki valaha is dolgozott csapatban, a vezetés nagy kérdés, ha célokat diktálunk. Ami a robotokat illeti, ez nem kevésbé aggodalomra ad okot – és több lehetséges válasz is létezik.

„Az elosztott vezérlési architektúrával szemben centralizált vezérlési architektúrát alkalmazunk” – mondta Benjamin Jenett, a BILL-E projekt kutatója. „Ez azt jelenti, hogy egyetlen entitás, jelen esetben egy laptop, kiszámítja [a teljes] összeállítási szekvenciát és a robot útvonaltervezését, és vezeték nélkül küld parancsokat a mobil robotoknak. Ezután a robotok végrehajtják ezt az utat, amely meghatározott mozgások kis csoportjából áll – lépés, fordulás, felemelés, elhelyezés –, véges mennyiségű visszajelzéssel.”

Jenett megjegyzi, hogy ez a fajta központosított vezérlési architektúra könnyebben érhet el optimális eredményeket, mivel mindent előre programoznak. Ebben az esetben az általa hivatkozott „egyetlen entitás” olyan, mint a projektmenedzser egy építkezésen: tervezés mindent előre, és ügyelve arra, hogy a csapat minden tagja tudja, minek kell lennie csinál. Ez azonban nem tökéletes megoldás, mivel sebezhetővé teszi egyetlen hibaponttal szemben. Ennek eredményeként Jenett elmondta, hogy a csapat a jövőben elosztott vezérlőrendszereket keres.

"Ez nagyobb autonómiát igényel a robotoktól, [értsd] az érzékelést és a döntéshozatalt" - mondta. „Úgy érezzük azonban, hogy a hardverünk könnyen módosítható, hogy beépítsük ezeket a változtatásokat a munka következő szakaszaiba.”

Ez a kihívás az elkövetkező években is folytatódni fog. Több robot egymás közötti beszélgetésre késztetése rendkívül összetett probléma, amely rengeteg előzetes tervezést igényel. A raj-intelligencia fejlődése azonban azt is lehetővé teszi majd, hogy a robotok együtt működjenek bizonyos alkalmazásokban az elosztott intelligencia formáival. Mint egy madárcsapat, ahol minden madár válaszol a legközelebbi szomszédaira, de egyetlen madár sem vezeti a nyájat, ez óriási lehetőségeket rejt magában. Főleg, ha improvizációs stratégiákról van szó.

Csak a történet kezdete

Jelenleg még ennek a bizonyos utazásnak az elején járunk. Az emberek és a robotok munkahelyi együttműködéseihez hasonlóan a robotok együttműködő csapatai továbbra is nagyrészt a kutatólaboratóriumok tartományába tartoznak. De ez nem marad így.

Amint azt minden mutatta A Starship Technologies kézbesítő robotjai ANYboticsnak ANYmal olajfúrótorony-ellenőrző robotok, a robotok a mindennapi élet részévé válnak. És ahol jelenleg a vállalatok egy vagy két robotot alkalmaznak a feladatok elvégzésére, ez a szám növekedni fog.

Szóval jobb, ha elkezdenek kijönni egymással – a mi érdekünkben.

Szerkesztői ajánlások

• Ismerje meg a játékot megváltoztató dobórobotot, amely tökéletesen utánoz bármilyen emberi dobást
• A vicces képlet: Miért a gép által generált humor az A.I. szent grálja?
• Részben Terminátor, részben Tremors: Ez a robotféreg képes átúszni a homokban
• A tudomány hangja: Miért a hang jelenti a Mars-kutatás következő határát?
• A fejlődő, önmásoló robotok itt vannak – de ne aggódj a felkelés miatt