פלישת Swarmbot: איך רובוטים קטנים יפתרו בעיות גדולות

הם בינינו כבר זמן מה. מיקרובוטים זעירים שפועלים יחד כדי להילחם במחלות, למצוא חייל אבוד, או אפילו לבנות מבנה חדש, הופיעו בסרטי מדע בדיוני כמו דו"ח מיעוט בעבר. וכן, כמה חברות, כולל IBM ו-HP, הראו כיצד כמה רובוטים קטנים יכולים לתקשר זה עם זה כדי להשלים משימה.

כעת, חוקרי הרווארד פיתחו את הקילובוט, רובוט זעיר שעולה רק 14 דולר לבנות ומתקשר באמצעות אינפרא אדום. ההבחנה העיקרית: מאות או אפילו אלפי קילובוטים יכולים לבצע משימות מורכבות. בעתיד, הבוטים האלה יכולים להוות את הבמה להרכבה מהירה של אבות טיפוס. תארו לעצמכם אלפי קילובוטים בונים גשר או אפילו גורד שחקים, או נכנסים לאזור מלחמה כדי למצוא מתקנים של אויב ולהשבית כלי נשק אחד אחד.

מייק רובנשטיין הוא פוסט-דוקטורט שעובד ב- קבוצת מחקר מערכות ארגון עצמי באוניברסיטת הרווארד. הוא הסביר שהבוטים הזעירים משתמשים בשני מנועים רוטטים לתנועה, ומתקשרים עם בוטים אחרים על ידי שליחת אור אינפרא אדום על משטח - הם יודעים את מיקומם של בוטים אחרים על ידי קריאת האור עָצמָה.

קבוצת Swarmbotsההבדל העיקרי, הוא אומר, בין כמה swarmbots קודמים לקילוביט, הוא שהבוטים החדשים הם רובוטים אמיתיים: הם עובדים יחד, אבל לא רק הולכים במסלול שנקבע מראש. הם דומים יותר לרומבה מאשר למכונית RC שפשוט מבצעת את הפקודות של מפעיל. עם ה-Roomba, לבוט יש מספיק אינטליגנציה כדי לנטר את הסביבה שמחפשת חסימות ומשתמשת באלגוריתמים כדי למצוא מסלול אופטימלי.

"היישום העיקרי לטווח קצר הוא לבדיקת אלגוריתמי נחיל על מערכת רובוט בקנה מידה גדול", אומר רובנשטיין. "אנחנו יכולים לתכנת אותם לנוע ולקיים אינטראקציה עם רובוטים שכנים. יש הרבה התנהגויות אפשריות, עד כה עבדנו על חיפוש מזון וחיפושים".

רובנשטיין אומר שהוא יכול לדמיין תרחיש עתידי שבו הבוטים משמשים להתקשרויות צבאיות. הצוות כבר פיתח מפת דרכים, הנקראת טרמס, כיצד קילבוטים יכולים לבנות מבנה תלת מימדי. הצוות עובד על פריסה בקנה מידה גדול עבור קילובוטים. רובנשטיין גם רואה את הבוטים בשימוש לחינוך, מה שהוא מכנה "ניווט ברכב קבוצתי" ולמען איכות הסביבה מיפוי - טכניקה שמעריכה כיצד ייראה אזור לאחר קורוזיה או לאחר השפעות האקלים שינוי.

תרחישים רפואיים

דוגמה נוספת לאינטראקציה מסיבית של swarmbot כוללת מה שמכונה "חלקיקי נינג'ה" ש-IBM מפתחת. רובוטים פולימריים זעירים אלה פועלים כמו תא בגוף שלך - הם מכילים מטען חשמלי, ונמשכים לגורמים מדבקים בגוף כמו מגנט. רופאים יכולים להשתמש בחלקיקי נינג'ה שפועלים באופן אוטונומי בגוף כדי למצוא פצע ולהתחיל לתקן תאים פגומים.

"ברגע שהפולימרים האלה באים במגע עם מים בגוף או על הגוף, הם מתגבשים בעצמם לננו-מבנה שהוא נועד לכוון לממברנות חיידקים המבוססות על אינטראקציה אלקטרוסטטית ולפרוץ דרך ממברנות התא שלהם קירות. האופי הפיזי של פעולה זו מונע מחיידקים לפתח עמידות לננו-חלקיקים אלה", אומר ג'ים הדריק, חוקר ב-IBM.

"הסוכנים הללו מונעים מהחיידקים לפתח עמידות לתרופות על ידי פריצת החיידק למעשה דופן תא וממברנה, אופן התקפה שונה מהותית בהשוואה לאנטיביוטיקה מסורתית", הדרי אומר. קונספט הנחיל, בדומה למה שרובנשטיין מפתח, אומר שכל פולימר אינדיבידואלי לא יכול להשיג המשימה בפני עצמה, אך היא צריכה לעבוד עם הסוכנים האחרים כדי להילחם בזיהום ולשנות תאים ב- גוּף.

מעניין לציין שהדריק אומר שחלקיקי נינג'ה יכולים לשמש גם ליישומים מסחריים, לא רק בתחום הרפואי או במעבדת מחקר. הוא אומר שהננו-מבנים יכולים להיות מובנים בסבון ידיים, דאודורנט, מגבונים לשולחן וחומרי חיטוי ידיים כדי להילחם בזיהומים. הם יכולים לשמש גם כדי להילחם בזיהומים גדולים כמו שחפת ומחלות ריאות. ברגע שהחלקיקים מתוכנתים, הם מבצעים את ה"משימה" שלהם ואז מתמוססים באופן טבעי.

תרחישים עתידיים

רובנשטיין היסס לחשוב על תרחישי קילובוט עתידיים. עם זאת, קל לדמיין כיצד swarmbots יכולים להפוך לחלק מחיי היומיום שלנו. שאלה אחרת אם יש אלפי בוטים שבונים גשרים, מוצאים זיהומים או נלחמים בקרבות שלנו. עם זאת, הרעיון של חיישנים באובייקטים פיזיים כבר מציאות.

דוגמה אחת היא כדורסל 94Fifty, שנמכר בכ-3,000 דולר. הכדור מכיל חיישן שמתקשר עם תוכנה לניתוח זריקה של שחקן. ניתן להשתמש בתוכנה כדי להכשיר שחקנים חדשים למכניקת ירי, וניתן להשתמש בנתונים עבור צוות שלם כדי לנתח כיצד הם משחקים במשחק וכיצד לשפר את היכולות שלהם. ניתוח "כוורת" זה, שכבר קיים במציאות, מראה כיצד חיישנים משובצים יכולים לעבוד יחד בצוות.

Swarmbots משתמשים בקונספט דומה: הם יכולים להיות מוטמעים באובייקטים פיזיים, לתקשר זה עם זה, ואז לדווח על פעילותם בחזרה לשרת מרכזי.

זה מעניין במיוחד בתרחיש של שדה קרב. Swarmbots יכולים לעבוד כמו החדשים iRobot 110 FirstLook, בוט פריסה מהירה שאתה זורק לקרקע.

הבוט יכול להתמודד עם ירידה של 15 רגל והוא עמיד למים עד 3 רגל. אמנם לא גודל מיקרובוט (כל FirstLook אורכו כעשרה סנטימטרים ומשקלו חמישה פאונד), הם יכולים לעבוד בכוורת, בדומה לאופן שבו מתכנתים תכננו נחיל של שואבי אבק של iRobot Roomba כדי לנקות גדולים אזורים. לאחרונה צפינו בשני Roombas עובדים יחד כדי לשאוב אבק חדר, נמנעים זה מזה ומתקשרים כדי לסיים את עבודת הניקיון בחצי מהזמן.

בוטים של FirstLook כבר משתמשים באור אינפרא אדום כדי למצוא מסלולים בשדה קרב. למרות שהם לא עובדים אוטונומית ולא מתקשרים זה עם זה עדיין, קל לדמיין איך בוטים מסוג זה יכולים לתאם משימת חקר בשטח האויב.

מל"טים של Swarmbot יכולים לבצע משימות מעקב כפי שניתן לראות בתוכנית הקרובה Ghost Recon: Future Soldier משחק של Ubisoft, מספק סיור ששומר על בטיחות החיילים. כמובן, תרחישים עתידיים אלה עשויים להיראות כמו מדע בדיוני. יש שאלות לגבי העלות של כל בוט בשדה הקרב, ופקידי צבא נרתעו מלהשתמש רובוטים במצבי לחימה בגלל ההשלכות המוסריות (לבני אדם יש את היכולת ליצור דחף טוב יותר החלטות). רובוטים צבאיים משמשים בעיקר לסקר את שדה הקרב כיום.

עם זאת, כמו בכל מאמץ ברובוטיקה, זה ישתנה ככל שה-AI ישתפר. ניתן לתכנת Swarmbots עם כשל קבוצתי חזק יותר מבוט בודד. הם יכולים להישלח לאזור מלחמה כדי למצוא חיילים פצועים, לתקן רכבים ואפילו להשבית את נשק האויב.

לעת עתה, טכנולוגיית swarmbot נמצאת בשלב פיתוח מוקדם. הקילובוט הוא הדוגמה הטובה ביותר עד כה שמדגימה כיצד בוט בעלות נמוכה יכול לבצע משימות פשוטות ולעבוד יחד בהמון. אם זה מוביל לנחיל של בוטים שיכולים לכסח את הדשא שלך, לתקן גדר או לבנות מבצר עצים בחצר האחורית שלך עדיין לא ידוע.

המלצות עורכים

  • מגע אחרון: כיצד מדענים נותנים לרובוטים חוש מישוש דמוי אנוש
  • נשים עם בייט: התוכנית של ויויאן מינג לפתור 'בעיות אנושיות מבולגנות' עם A.I.
  • הרובוטים הטובים ביותר ב-CES 2021
  • 9 רובוטים צבאיים שהם מפחידים לחלוטין... ומקסימים באופן מוזר
  • בתוך מוחו של רובוט מסירה אוטונומי