Viņi jau kādu laiku ir starp mums. Sīki mikroboti, kas strādā kopā, lai cīnītos pret slimībām, atrastu pazudušu karavīru vai pat izveidotu jaunu struktūru, ir parādījušies tādās zinātniskās fantastikas filmās kā Mazākuma ziņojums pagātnē. Un vairāki uzņēmumi, tostarp IBM un HP, ir parādījuši, kā daži mazi roboti var sazināties savā starpā, lai veiktu uzdevumu.
Tagad Hārvardas pētnieki ir izstrādājuši kilobotu — mazu robotu, kura izgatavošana maksā tikai 14 $ un sazinās, izmantojot infrasarkano staru. Galvenā atšķirība: simtiem vai pat tūkstošiem kilobotu varētu veikt sarežģītus uzdevumus. Nākotnē šie robotprogrammatūras varētu izveidot pamatu ātrai prototipu montāžai. Iedomājieties, ka tūkstošiem kilobotu būvē tiltu vai pat debesskrāpi vai ieiet kara zonā, lai atrastu ienaidnieka iekārtas un pa vienam atspējotu ieročus.
Maiks Rubenšteins ir pēcdoktorantūras līdzstrādnieks Pašorganizējošu sistēmu pētniecības grupa Hārvardas Universitātē. Viņš paskaidroja, ka mazie roboti izmanto divus vibrējošus motorus, lai pārvietotos, un sazinās ar citiem robotiem, nosūtot infrasarkano gaismu uz virsmas — viņi zina citu robotprogrammu atrašanās vietu, nolasot gaismu intensitāte.
Viņš saka, ka galvenā atšķirība starp dažiem iepriekšējiem spieta robotiem un kilobitiem ir tā, ka jaunie roboti ir īsti roboti: tie strādā kopā, bet ne tikai seko iepriekš noteiktam maršrutam. Tie ir vairāk kā Roomba, nevis RC automašīna, kas vienkārši izpilda operatora komandas. Izmantojot Roomba, robotam ir pietiekami daudz intelekta, lai uzraudzītu vidi, meklējot šķēršļus un izmantojot tūkstošiem algoritmu, lai atrastu optimālu maršrutu.
"Galvenais īstermiņa pielietojums ir paredzēts spietu algoritmu pārbaudei liela mēroga robotu sistēmā," saka Rubenšteins. "Mēs varam ieprogrammēt tos kustēties un mijiedarboties ar kaimiņu robotiem. Ir iespējami daudzi uzvedības veidi, līdz šim mēs esam strādājuši pie barības meklēšanas un izpētes.
Rubenšteins saka, ka viņš var iedomāties nākotnes scenāriju, kurā roboti tiek izmantoti militārām darbībām. Komanda jau ir izstrādājusi ceļvedi, ko sauc Termes, par to, kā kiloboti varētu izveidot 3D struktūru. Komanda strādā pie liela mēroga kilobotu izvietošanas. Rubenšteins arī paredz, ka robotprogrammatūra tiek izmantota izglītībai, ko viņš sauc par "grupas transportlīdzekļu navigāciju" un vides aizsardzības vajadzībām. kartēšana — paņēmiens, kas tuvina to, kā reģions izskatītos pēc korozijas vai pēc klimata ietekmes mainīt.
Medicīniskie scenāriji
Vēl viens masveida swarmbot mijiedarbības piemērs ir tā saucamās “nindzju daļiņas”, ko IBM izstrādā. Šie mazie polimēru robotprogrammatūras darbojas kā šūna jūsu ķermenī — tie satur elektrisko lādiņu, un tos pievelk infekcijas izraisītāji organismā kā magnēts. Ārsti varētu izmantot nindzju daļiņas, kas organismā darbojas autonomi, lai atrastu brūci un sāktu bojāto šūnu labošanu.
"Kad šie polimēri nonāk saskarē ar ūdeni ķermenī vai uz tā, tie paši savācas nanostruktūrā, kas ir paredzēti, lai mērķētu uz baktēriju membrānām, pamatojoties uz elektrostatisko mijiedarbību un izlauztos cauri to šūnu membrānām un sienas. Šīs darbības fiziskais raksturs neļauj baktērijām attīstīt rezistenci pret šīm nanodaļiņām,” saka Džims Hedriks, IBM pētnieks.
"Šie līdzekļi neļauj baktērijām attīstīt rezistenci pret zālēm, faktiski izlaužoties cauri baktērijām šūnu siena un membrāna, kas ir būtiski atšķirīgs uzbrukuma veids salīdzinājumā ar tradicionālajām antibiotikām,” Hedriks saka. Bara koncepcija, līdzīgi tam, ko izstrādā Rubenšteins, nozīmē, ka katrs atsevišķs polimērs nevar sasniegt uzdevums ir pats par sevi, bet ir jāsadarbojas ar citiem aģentiem, lai cīnītos ar infekciju un mainītu šūnas ķermeni.
Interesanti, ka Hedriks saka, ka nindzju daļiņas varētu izmantot arī komerciāliem nolūkiem, ne tikai medicīnas jomā vai pētniecības laboratorijā. Viņš saka, ka nanostruktūras varētu būt iebūvētas roku ziepēs, dezodorantos, galda salvetes un roku dezinfekcijas līdzekļos, lai cīnītos pret infekcijām. Tos varētu izmantot arī, lai cīnītos pret tādām nopietnām infekcijām kā tuberkuloze un plaušu slimības. Kad daļiņas ir ieprogrammētas, tās veic savu "misiju" un pēc tam dabiski izšķīst.
Nākotnes scenāriji
Rubenšteins vilcinājās izvirzīt teoriju par nākotnes kilobotu scenārijiem. Tomēr ir viegli iedomāties, kā swarmbots varētu kļūt par mūsu ikdienas sastāvdaļu. Tas, vai tūkstošiem robotu, kas būvē tiltus, atrod infekcijas vai cīnās ar mūsu cīņām, var izraisīt mikroarmagedonu, ir cits jautājums. Tomēr ideja par sensoriem fiziskos objektos jau ir realitāte.
Viens piemērs ir 94Fifty basketbols, kas tiek pārdots par aptuveni 3000 USD. Bumbā ir sensors, kas sazinās ar programmatūru, lai analizētu spēlētāja sitienu. Programmatūru var izmantot, lai apmācītu jaunus spēlētājus šaušanas mehānikā, un datus var izmantot visai komandai, lai analizētu, kā viņi spēlē spēli un kā uzlabot savas spējas. Šī “stropu” analīze, kas jau ir realitāte, parāda, kā iegultie sensori var strādāt kopā komandā.
Swarmbots izmanto līdzīgu koncepciju: tos var iegult fiziskos objektos, sazināties savā starpā un pēc tam ziņot par savām darbībām centrālajam serverim.
Tas ir īpaši interesanti kaujas lauka scenārijā. Swarmbots varētu darboties kā jauns iRobot 110 FirstLook, ātras izvietošanas robots, kuru jūs nometat zemē.
Bots var izturēt 15 pēdu kritienu un ir ūdensizturīgs līdz 3 pēdām. Lai gan tas nav mikrobota izmērs (katrs FirstLook ir apmēram desmit collas garš un sver piecas mārciņas), tie varētu darboties stropā, līdzīgi kā programmētāji ir izveidojuši iRobot Roomba putekļu sūcēju baru, lai notīrītu lielus apgabali. Nesen mēs noskatījāmies, kā divi Roombas kopā sūc telpu, izvairoties viens no otra un sazinoties, lai uzkopšanas darbu pabeigtu uz pusi mazāk laika.
FirstLook robotprogrammatūras jau izmanto infrasarkano gaismu, lai atrastu maršrutus kaujas laukā. Lai gan tie nedarbojas autonomi un vēl nesazinās savā starpā, ir viegli iedomāties, kā šāda veida robotprogrammatūra varētu koordinēt izpētes misiju ienaidnieka teritorijā.
Swarmbot bezpilota lidaparāti varētu veikt novērošanas uzdevumus, kā tas redzams gaidāmajā Ghost Recon: nākotnes karavīrs Ubisoft spēle, nodrošinot izlūkošanu, kas nodrošina karavīru drošību. Protams, šie nākotnes scenāriji var šķist zinātniska fantastika. Ir jautājumi par katra bota izmaksām kaujas laukā, un militārās amatpersonas ir atturīgas to izmantot roboti kaujas situācijās morālu seku dēļ (cilvēkiem ir iespēja radīt labākus impulsus lēmumi). Militārie roboti mūsdienās galvenokārt tiek izmantoti kaujas lauka apsekošanai.
Tomēr, tāpat kā jebkurā robotikas darbā, tas mainīsies, AI uzlabojoties. Swarmbots var ieprogrammēt ar grupas atteices drošinātāju, kas ir spēcīgāks par atsevišķu robotu. Viņus varētu nosūtīt kara zonā, lai atrastu ievainotos karavīrus, salabotu transportlīdzekļus un pat atspējotu ienaidnieka ieročus.
Pagaidām swarmbot tehnoloģija stingri atrodas agrīnā attīstības stadijā. Kilobots ir līdz šim labākais piemērs, kas parāda, kā zemu izmaksu robots var veikt vienkāršus uzdevumus un strādāt kopā barā. Joprojām nav zināms, vai tas noved pie robotu bara, kas var nopļaut jūsu zāli, salabot žogu vai uzcelt koku fortu jūsu pagalmā.
Redaktoru ieteikumi
- Apdare: kā zinātnieki robotiem piešķir cilvēkiem līdzīgas taustes sajūtas
- Sievietes ar baitu: Vivjenas Mingas plāns atrisināt “netīrās cilvēciskās problēmas” ar A.I.
- Labākie roboti izstādē CES 2021
- 9 militārie roboti, kas ir pilnīgi biedējoši… un savādi burvīgi
- Autonomā piegādes robota prātā
