רובוטים שיתופיים משתפים פעולה בונים תחנות חלל ומצילים חיים

מבנים כמו תחנת החלל הבינלאומית גדולים וכבדים מכדי להיבנות על כדור הארץ ולאחר מכן לשגר אל כדור הארץ כמקשה אחת. במקום זאת, ה-ISS הורכבה בחלל כמו סט לגו ענק, תוך שימוש במודולים גדולים שנמסרו באמצעות שיגורי רקטות מרובים לאורך תקופה של 12 שנים. זה מספיק קשה כשאתה מתמודד עם מבנה שנועד לצוף במסלול כדור הארץ. אבל מה דעתך כאשר חקר החלל עושה את הצעד הבא והאנושות רוצה לבנות מבנים מורכבים רחוק יותר, כמו על מאדים?

שם א פרויקט חדש של MIT נכנס לפעולה. המייצג את המנטרה "עבודת צוות גורמת לחלום לעבוד", הוא מציג מערכת של רובוטים שיתופי פעולה זעירים - המכונה קרוב משפחה רובוטים - שיוכלו יום אחד לעבוד יחד כדי לבנות מבנים בעלי ביצועים גבוהים, החל ממטוסים לבתים לחלל הסדרים.

הרובוטים בצורת V, הנקראים Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorers (או BILL-E), דומים לזרועות מיניאטוריות. נעים כמו תולעים אינצ'ים, הם יכולים לחבר חלקים מודולריים תלת מימדיים קטנים, הנקראים ווקסלים, למבנים גדולים יותר. באותו אופן שניתן לשחזר תמונה של כל מורכבות על המסך באמצעות ריבוע פשוט פיקסלים, הרעיון של היוצרים של BILL-E הוא שהרובוטים יכולים להשיג את אותו הדבר ב- עולם תלת מימדי. ניתן לאסוף כל ווקסל ולהציב אותו במקומו על ידי הרובוטים, ולאחר מכן לחבר אותו באמצעות מערכת נעילה מיוחדת המהווה חלק מכל יחידת בניין.

"הרובוטים שלנו יכולים לבנות מבנים גדולים ומדויקים יותר מהם", אמר בנג'מין ג'נט, אחד החוקרים הראשיים בפרויקט, ל-Digital Trends. "אין עלייה בעלות התשתית מעבר לייצור רכיבי ווקסל בודדים ורובוטים פשוטים. במובן זה, מורכבות גיאומטרית מגיעה ללא עלות נמוכה. הרכבה רובוטית יחסית משתמשת בהליך פשוט שניתן לחזור עליו כדי לייצר מבנים בעלי ביצועים גבוהים לפי דרישה, כאשר הרכבה בודדת היא הרכבה סופית".

עבודת צוות גורמת לרובוט לחלום לעבוד

אין ספק שהרובוטים BILL-E בוני ה-voxel של MIT מרגשים. אבל אולי ההיבט המרגש ביותר בהם הוא מה שהם מציעים לגבי הגבול הבא עבור רובוטים. במשך יותר מחצי מאה, לפחות מאז שחוקרים SRI International בנו את הרובוט הנייד הראשון לשימוש כללי, מהנדסים התלהבו בצדק מהאפשרות להשתמש ברובוטים.

כיום, רובוטים נמצאים בשימוש במגוון יישומים. האנשים שבונים אותם מבטיחים שיוכלו לבצע את העבודות המשעממות, המלוכלכות, המסוכנות ובעלות הדולר הגבוה שבני האדם פחות מתאימים להן. אבל בעוד שרובוט אחד עשוי להיות שימושי, הוא הולך וגדל צוותים של רובוטים שמציעים הצצה למקום שבו הם עשויים להיות היקרים ביותר. עדויות היכן צוותי מכונות יכולים לנצח ניכרות בכל קנה מידה שונה. ישנם רובוטים קטנים כמו הרובוטים היחסיים שפותחו על ידי MIT. עם זאת, אותם עקרונות של שיתוף פעולה חלים גם על רובוטים גדולים יותר.

בשנה שעברה, Boston Dynamics הוציא סרטון קצר שבו שניים מרובוטי SpotMini עבדו יחד כדי להשיג מטרה משותפת: פתיחת דלת למשרד. זוהי המחשה מוגבלת ומפושטת של שיתוף פעולה, אבל היא בכל זאת מציגה כמה מכונות יכולות לעבוד יחד כדי לבצע משימות שהיו הרבה יותר קשות, או אפילו בלתי אפשריות שלהם.

יש מגוון רחב של בעיות שרובוטים שיתופיים כאלה מבטיחים לפתור. במקרים מסוימים, זה הימנעות או הסרה של מכשולים, כמו במקרה של SpotMinis הנפתחת לדלת. באחרים, זה עשוי להיות חקר אזורים גדולים באמצעות רובוטים מרובים שכל אחד עוקב אחר הנתיבים האישיים שלו, אך מתואם כך שיכסה שטח רחב מבלי לדרוך זה על בהונותיו של זה. זה יכול להיות שימושי עבור דברים כמו מיפוי. זה גם יכול לאפשר לרובוטים לשפר את היכולות שלהם, על ידי למידה באמצעות ניסוי וטעייה ולאחר מכן העברת מידע זה לאחרים במפלגה; מה שמאפשר לכל המעורבים לצמוח חכם יותר בקצב מהיר יותר.

צוותי רובוטים נמצאים בכל מקום

דוגמאות לרובוטים שיתופיים מבוססי צוות נמצאות בכל מקום. באוניברסיטת קולומביה בניו יורק, פרופסור הוד ליפסון וצוותו פיתח נחיל של רובוטים בצורת דיסק שיכולים להתחבר יחד ליצירת מגוון גורמי צורה שונים. לדוגמה, אם הוא צריך לנוע דרך מרווח, הרובוטים יכולים לסדר את עצמם מחדש לצורה שתאפשר להם לעבור דרכו, לפני שהם מרכיבים מחדש כמבנה רחב יותר בצד השני.

בינתיים, כחלק מתוכנית המושגים החדשניים המתקדמים של נאס"א, סוכנות החלל הנודעת היא עובדים על פרויקט סובב סביב קבוצת רובוטים הנקראים "קובוטים". הקובוטים האלה יכולים לעבוד כצוות כדי לחקור אזורים כמו מערות, אבל גם לעבוד יחד כדי לאפשר סוגים חדשים של תנועה. יום אחד, נאס"א מקווה שניתן יהיה להשתמש בהם כדי לחקור כוכבי לכת אחרים.

הגישות הללו מרגשות להפליא. עם זאת, בשתי הדוגמאות, הרובוטים המועסקים זהים זה לזה. זה לא חייב להיות המצב. למעשה, בתרחישים רבים, זה עשוי להיות מועיל יותר אם צוותי רובוטים היו מורכבים מרובוטים בעלי כישורים שונים בתכלית. אתה יודע, כמו צוותים יעילים של בני אדם.

שקול, למשל, צוותי רובוטים שיתופיים עובדים יחד במשימת חיפוש והצלה בעקבות אסון טבע. זה משהו שכבר קיים נחקר באופן פעיל בשל הסכנה הטמונה בשליחת מצילים אנושיים. אבל בעוד שיש מספר יחידות של אותו רובוט יכול ללא ספק להיות שימושי בחילוץ מסוים בסביבות, היכולת להפגיש רובוטים עם מערכי כישורים שונים יכולה להוכיח אפילו יותר בעל ערך.

תארו לעצמכם שימוש ברובוט מסוג סקאוט עם יכולות אופטיקה מתקדמות בשילוב עם רובוט כבד יותר שנמצא שם כדי להזיז הריסות מהדרך או להביא מזון ומים לקורבנות. היכולת הזו להשתמש במספר סוגים של רובוטים ביחד היא משהו שנבדק כעת האתגר התת-קרקעי הגדול של DARPA. על המשתתפים בתחרות לפתח רובוטים אוטונומיים כדי לחקור סביבות תת קרקעיות. עם זאת, במקום להיות מוגבלים לסוג אחד של רובוטים, הם יכולים לבנות צוותי תגים הכוללים מספר סוגים של מכונות, החל מרובוטים בהשראת כלבים עם ארבע רגליים ועד מל"טים מעופפים.

הכל עניין של שליטה

כפי שכל מי שעבד אי פעם בצוות יודע, כמובן, מנהיגות היא שאלה גדולה בכל הנוגע להכתבת מטרות. כשזה מגיע לרובוטים, זה לא פחות מדאיג - וישנן מספר תשובות אפשריות.

"אנחנו מעסיקים ארכיטקטורת בקרה ריכוזית, בניגוד למבוזרת", אמר בנג'מין ג'נט, חוקר בפרויקט BILL-E. "משמעות הדבר היא שישות יחידה, במקרה זה מחשב נייד, מחשבת את רצף הבנייה ואת תכנון הנתיב של הרובוט, ושולחת פקודות באופן אלחוטי לרובוטים הניידים. רובוטים מבצעים את הנתיב הזה שמורכב מסט קטן של תנועות שנקבעו - צעד, סיבוב, הרמה, מקום - עם כמות סופית של חישה לפידבק."

ג'נט מציין שסוג זה של ארכיטקטורת בקרה מרכזית יכולה להשיג תוצאות אופטימליות ביתר קלות מכיוון שהכל מתוכנת מבעוד מועד. במקרה זה, "הישות היחידה" אליה הוא מתייחס היא כמו מנהל הפרויקט באתר בנייה: תכנון הכל מראש ולוודא שכל חבר בצוות יודע מה הוא אמור להיות מַעֲשֶׂה. עם זאת, זה לא פתרון מושלם מכיוון שהוא הופך אותו לפגיע לנקודת כישלון אחת. כתוצאה מכך, אמר ג'נט כי הצוות בוחן מערכות בקרה מבוזרות לעתיד.

"זה דורש יותר אוטונומיה מהרובוטים, [כלומר] חישה וקבלת החלטות", אמר. "אבל אנחנו מרגישים שניתן לשנות בקלות את החומרה שלנו כדי לשלב את השינויים הללו בשלבים הבאים של העבודה הזו."

האתגר הזה יימשך גם בשנים הבאות. לגרום למספר רובוטים לדבר אחד עם השני היא בעיה מורכבת מאוד, הדורשת תכנון מוקדם. עם זאת, ההתקדמות בתחום מודיעין הנחילים תאפשר גם לרובוטים לתפקד יחד ביישומים מסוימים עם צורות מבוזרות של מודיעין. כמו להקת ציפורים, שבה כל ציפור מגיבה לשכנותיה הקרובות אך אף ציפור לא מובילה את הלהקה, יש לזה פוטנציאל עצום. במיוחד כשזה מגיע לאלתור אסטרטגיות.

רק ההתחלה של הסיפור

כרגע, אנחנו עדיין בתחילת המסע המסוים הזה. כמו שיתופי פעולה בין בני אדם לרובוטים במקום העבודה, צוותים משותפים של רובוטים נותרו ברובם המחוז של מעבדות המחקר. אבל זה לא יישאר ככה.

כפי שהוכיח הכל מ רובוטי המסירה של Starship Technologies ל-ANYbotics' רובוטים לבדיקת אסדות נפט ANYmal, רובוטים הופכים לחלק מחיי היומיום. ובמקום שבו, כרגע, חברות מעסיקות רובוט אחד או שניים לביצוע משימות, מספר זה עתיד לגדול.

אז מוטב שהם יתחילו להסתדר - למען כולנו.

המלצות עורכים

• הכירו את רובוט הפיצ'ינג משנה המשחק שיכול לחקות בצורה מושלמת כל זריקה אנושית
• הנוסחה המצחיקה: מדוע הומור שנוצר על ידי מכונה הוא הגביע הקדוש של A.I.
• חלק קטלנית, חלק רעידות: תולעת רובוטית זו יכולה לשחות דרך חול
• צליל המדע: מדוע אודיו הוא הגבול הבא בחקר מאדים
• רובוטים מתפתחים ומשכפלים את עצמם נמצאים כאן - אבל אל תדאג לגבי התקוממות