협동 로봇이 협력하여 우주 정거장을 건설하고 생명을 구합니다

국제 우주 정거장과 같은 구조물은 너무 크고 무거워서 지구에 건설한 다음 하나의 조각으로 지구로 발사할 수 없습니다. 대신 ISS는 12년에 걸쳐 여러 번의 로켓 발사를 통해 전달된 대형 모듈을 사용하여 거대한 레고 세트처럼 우주에서 조립되었습니다. 지구 궤도에 떠 있도록 설계된 구조물을 다룰 때 그것은 충분히 힘든 일입니다. 하지만 우주 탐험이 다음 단계로 나아가고 인류가 화성과 같이 더 먼 곳에 복잡한 건축물을 짓기를 원할 때는 어떨까요?

그 곳은 새로운 MIT 프로젝트 작용합니다. "팀워크가 꿈의 일을 만든다"는 진언을 요약한 이 제품은 친척이라는 별명을 가진 작은 협동 로봇 시스템을 선보입니다. 언젠가는 비행기에서 집, 우주에 이르기까지 고성능 구조물을 만들기 위해 함께 일할 수 있는 로봇 정착지.

Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorers(또는 BILL-E)라고 불리는 V자형 로봇은 소형 팔과 비슷합니다. 인치웜처럼 움직이면서 복셀이라고 불리는 작은 3차원 모듈 조각을 모아서 더 큰 구조로 만들 수 있습니다. 복잡한 이미지가 간단한 사각형을 사용하여 화면에 재현될 수 있는 것과 같은 방식으로 BILL-E 제작자의 아이디어는 로봇이 3차원 세계. 로봇은 각 복셀을 집어 제자리에 배치한 다음 각 건물 단위의 일부인 특수 래칭 시스템을 사용하여 연결할 수 있습니다.

프로젝트의 주요 연구원 중 한 명인 Benjamin Jenett은 Digital Trends에 "우리 로봇은 자신보다 더 크고 더 정확한 구조물을 만들 수 있습니다."라고 말했습니다. “개별 복셀 구성 요소와 간단한 로봇을 만드는 것 외에는 인프라 비용이 증가하지 않습니다. 이런 의미에서 기하학적 복잡성은 비용이 거의 또는 전혀 발생하지 않습니다. 상대 로봇 조립은 간단하고 반복 가능한 절차를 사용하여 단일 조립이 최종 조립인 고성능 구조물을 주문형으로 생산합니다.”

팀워크가 로봇의 꿈을 현실로 만듭니다

MIT의 복셀 제작 BILL-E 로봇이 흥미롭다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 그러나 아마도 가장 흥미로운 측면은 로봇의 다음 개척지에 대해 제안하는 것입니다. 적어도 SRI International 연구자들이 최초의 범용 이동 로봇, 엔지니어들은 로봇 사용 가능성에 대해 당연히 흥분했습니다.

오늘날 로봇은 다양한 응용 분야에서 사용되고 있습니다. 그것을 만드는 사람들은 인간에게 적합하지 않은 지루하고, 더럽고, 위험하고, 돈이 많이 드는 일을 수행할 수 있을 것이라고 약속합니다. 그러나 하나의 로봇이 유용할 수는 있지만 점점 더 유용해지고 있습니다. 팀 로봇이 가장 가치 있는 위치를 엿볼 수 있는 로봇입니다. 기계 팀이 어디에서 승리할 수 있는지에 대한 증거는 모든 규모에서 분명합니다. MIT에서 개발한 상대 로봇과 같은 소형 로봇도 있습니다. 그러나 동일한 협업 원칙이 더 큰 로봇에도 적용됩니다.

지난해 보스턴 다이나믹스 짧은 영상을 공개했습니다 두 대의 SpotMini 로봇이 함께 작업하여 사무실 문을 여는 공통 목표를 달성했습니다. 이는 제한적이고 단순화된 협업의 예시이지만 그럼에도 불구하고 다양한 협업이 얼마나 다양한지 보여줍니다. 기계는 함께 작동하여 이전에는 훨씬 더 어렵거나 심지어 불가능했던 작업을 수행할 수 있습니다. 그들 자신.

이러한 협동로봇이 해결할 수 있는 다양한 문제가 있습니다. 어떤 경우에는 문이 열리는 SpotMinis의 경우와 같이 장애물을 피하거나 제거하는 경우도 있습니다. 다른 경우에는 각각의 개별 경로를 추적하지만 서로의 발가락을 밟지 않고 넓은 영역을 덮을 수 있도록 조정된 여러 로봇을 사용하여 넓은 영역을 탐색할 수도 있습니다. 이는 매핑과 같은 작업에 유용할 수 있습니다. 또한 시행착오를 통해 학습한 다음 이 정보를 파티의 다른 사람들에게 전달함으로써 로봇의 능력을 향상시킬 수 있습니다. 관련된 모든 사람이 더 빠른 속도로 더 똑똑해질 수 있습니다.

로봇팀은 어디에나 있다

팀 기반 협동 로봇의 예는 어디에나 있습니다. 뉴욕 컬럼비아 대학의 Hod Lipson 교수와 그의 팀은 디스크 모양의 로봇 떼를 개발했습니다. 서로 연결하여 다양한 폼 팩터를 형성할 수 있습니다. 예를 들어, 틈새를 통과해야 하는 경우 로봇은 반대편에서 더 넓은 구조로 재조립되기 전에 틈새를 통과할 수 있는 모양으로 스스로를 재배열할 수 있습니다.

한편, NASA의 혁신적인 고급 개념 프로그램의 일환으로 유명한 우주국은 프로젝트 작업 중 "코봇"이라고 불리는 로봇 그룹을 중심으로 회전합니다. 이러한 코봇은 팀으로 협력하여 동굴과 같은 지역을 탐색할 수 있을 뿐만 아니라 함께 협력하여 새로운 유형의 이동을 가능하게 합니다. NASA는 언젠가 다른 행성을 탐험하는 데 사용될 수 있기를 바라고 있습니다.

이러한 접근 방식은 매우 흥미롭습니다. 그러나 두 사례 모두에서 사용되는 로봇은 서로 동일합니다. 반드시 그럴 필요는 없습니다. 실제로 많은 시나리오에서 로봇 팀이 광범위하게 다른 기술을 가진 로봇으로 구성되면 더 도움이 될 수 있습니다. 효율적인 인간 팀과 같습니다.

예를 들어, 자연재해 이후 수색 및 구조 임무에서 함께 일하는 협동 로봇 팀을 생각해 보십시오. 이것은 이미 있는 일이다. 적극적으로 탐색 중 인간 구조대를 파견하는 데 따르는 위험 때문입니다. 그러나 동일한 로봇의 여러 유닛을 보유하는 것은 의심할 여지 없이 특정 구조에 유용할 수 있습니다. 다양한 기술을 가진 로봇을 한데 모을 수 있다는 것은 훨씬 더 많은 것을 증명할 수 있습니다. 귀중한.

잔해를 치우거나 피해자에게 음식과 물을 가져다주는 더 무거운 로봇과 함께 고급 광학 기능을 갖춘 정찰형 로봇을 사용한다고 상상해 보세요. 여러 유형의 로봇을 함께 사용하는 능력은 현재 연구되고 있는 것입니다. DARPA의 지하 그랜드 챌린지. 콘테스트 참가자는 지하 환경을 탐색할 자율 로봇을 개발해야 합니다. 하지만 한 가지 유형의 로봇에만 국한되지 않고 네발 달린 개에서 영감을 받은 로봇부터 날아다니는 드론에 이르기까지 다양한 유형의 기계로 구성된 태그 팀을 구성할 수 있습니다.

모든 것은 통제에 관한 것입니다

물론 팀에서 일해 본 사람이라면 누구나 알겠지만, 목표를 지시하는 데 있어서 리더십은 큰 문제입니다. 로봇의 경우 이는 그다지 큰 문제가 아니며 가능한 답변은 여러 가지가 있습니다.

BILL-E 프로젝트 연구원인 Benjamin Jenett은 “우리는 분산형이 아닌 중앙 집중식 제어 아키텍처를 사용합니다.”라고 말했습니다. “이것은 단일 개체(이 경우에는 노트북)가 [전체] 제작 순서와 로봇 경로 계획을 계산하고 모바일 로봇에 무선으로 명령을 보낸다는 것을 의미합니다. 그런 다음 로봇은 제한된 양의 피드백을 감지하여 밟기, 돌리기, 집어 올리기, 놓기 등 미리 정의된 작은 동작 세트로 구성된 이 경로를 실행합니다."

Jenett은 이러한 종류의 중앙 집중식 제어 아키텍처가 모든 것이 미리 프로그래밍되므로 최적의 결과를 더 쉽게 얻을 수 있다고 지적합니다. 이 경우 그가 말하는 '단일 개체'는 건축 현장의 프로젝트 관리자와 같습니다. 모든 것을 미리 확인하고 팀의 모든 구성원이 자신이 해야 할 일을 알고 있는지 확인합니다. 행위. 그러나 단일 실패 지점에 취약하기 때문에 완벽한 솔루션은 아닙니다. 결과적으로 Jenett은 팀이 미래를 위한 분산 제어 시스템을 조사하고 있다고 말했습니다.

"이것은 로봇의 자율성, 즉 감지 및 의사결정이 더 많이 필요합니다."라고 그는 말했습니다. "그러나 우리는 이 작업의 향후 단계에서 이러한 변경 사항을 통합하기 위해 하드웨어를 쉽게 수정할 수 있다고 생각합니다."

이 도전은 앞으로도 계속될 것입니다. 여러 로봇이 서로 대화하도록 하는 것은 사전 계획이 많이 필요한 매우 복잡한 문제입니다. 그러나 군집 지능의 발전으로 인해 로봇은 분산 형태의 지능을 사용하여 특정 응용 프로그램에서 함께 작동할 수도 있습니다. 각 새가 가장 가까운 이웃에게 반응하지만 어떤 새도 무리를 이끌지 않는 새 떼처럼 이것은 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 특히 즉석에서 전략을 세우는 경우에는 더욱 그렇습니다.

이야기의 시작일 뿐이야

지금 우리는 아직 이 특별한 여정의 시작 단계에 있습니다. 직장에서 인간과 로봇 사이의 협업과 마찬가지로, 로봇의 협업 팀은 주로 연구실의 영역으로 남아 있습니다. 하지만 그런 식으로 유지되지는 않습니다.

모든 것에서 입증되었듯이 스타쉽테크놀로지스의 배송로봇 애니보틱스'에 ANYmal 석유 굴착 장치 검사 로봇, 로봇은 일상생활의 일부가 되어가고 있습니다. 그리고 현재 기업이 작업을 수행하기 위해 한두 대의 로봇을 사용하는 경우 그 수는 늘어날 것입니다.

그러니 그들은 우리 모두를 위해 사이좋게 지내는 것이 좋습니다.

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