Są wśród nas już od jakiegoś czasu. Małe mikroboty, które współpracują, aby walczyć z chorobami, odnajdywać zaginionego żołnierza, a nawet budować nową konstrukcję, pojawiały się w filmach science fiction takich jak Raport mniejszości w przeszłości. Kilka firm, w tym IBM i HP, pokazało, jak kilka małych robotów może komunikować się ze sobą w celu wykonania zadania.
Teraz badacze z Harvardu opracowali kilobota, małego robota, którego zbudowanie kosztuje zaledwie 14 dolarów i który komunikuje się za pomocą podczerwieni. Główna różnica: setki, a nawet tysiące kilobotów może wykonywać złożone zadania. W przyszłości boty te mogą przygotować grunt pod szybki montaż prototypów. Wyobraź sobie tysiące kilobotów budujących most, a nawet drapacz chmur lub wchodzących do strefy działań wojennych, aby znaleźć instalacje wroga i pojedynczo dezaktywować broń.
Mike Rubenstein jest doktorantem pracującym w Grupa Badawcza Systemów Samoorganizujących się na Uniwersytecie Harvarda. Wyjaśnił, że maleńkie boty do poruszania się wykorzystują dwa silniki wibracyjne i za ich pomocą komunikują się z innymi robotami wysyłając światło podczerwone na powierzchnię — znają lokalizację innych botów, czytając światło intensywność.
Według niego główna różnica między niektórymi poprzednimi swarmbotami a kilobitem polega na tym, że nowe boty są prawdziwymi robotami: współpracują ze sobą, ale nie tylko podążają z góry ustaloną trasą. Przypominają bardziej Roombę niż samochód RC, który po prostu wykonuje polecenia operatora. Dzięki Roombie bot ma wystarczającą inteligencję, aby monitorować otoczenie w poszukiwaniu przeszkód i korzystać z tysięcy algorytmów w celu znalezienia optymalnej trasy.
„Główne krótkoterminowe zastosowanie polega na testowaniu algorytmów roju w wielkoskalowym systemie robotycznym” – mówi Rubenstein. „Możemy zaprogramować je tak, aby poruszały się i wchodziły w interakcję z sąsiadującymi robotami. Możliwych jest wiele zachowań, do tej pory pracowaliśmy nad poszukiwaniem pożywienia i eksploracją.
Rubenstein twierdzi, że potrafi sobie wyobrazić przyszły scenariusz, w którym boty będą wykorzystywane w działaniach wojskowych. Zespół opracował już plan działania, tzw Termy, jak kiloboty mogą zbudować strukturę 3D. Zespół pracuje nad wdrożeniem kilobotów na dużą skalę. Rubenstein przewiduje także wykorzystanie botów do celów edukacyjnych, jak to nazywa „grupowej nawigacji pojazdowej” oraz do celów środowiskowych mapowanie — technika przybliżająca wygląd regionu po korozji lub wpływie klimatu zmiana.
Scenariusze medyczne
Inny przykład interakcji masowych roibotów obejmuje tak zwane „cząstki ninja”, które opracowuje IBM. Te maleńkie roboty polimerowe działają jak komórka w organizmie — zawierają ładunek elektryczny i przyciągają czynniki zakaźne w organizmie jak magnes. Lekarze mogliby wykorzystać cząsteczki ninja, które działają autonomicznie w organizmie, aby znaleźć ranę i rozpocząć naprawę uszkodzonych komórek.
„Gdy te polimery wejdą w kontakt z wodą w ciele lub na nim, samoorganizują się, tworząc nanostrukturę, która jest zaprojektowany, aby celować w błony bakterii w oparciu o interakcję elektrostatyczną i przebijać się przez ich błony komórkowe ściany. Fizyczny charakter tego działania uniemożliwia bakteriom rozwinięcie oporności na te nanocząsteczki” – mówi Jim Hedrick, badacz w IBM.
„Środki te zapobiegają rozwojowi oporności bakterii na leki, faktycznie przedostając się przez bakterie ścianę komórkową i błonę komórkową, co stanowi zasadniczo inny sposób ataku w porównaniu z tradycyjnymi antybiotykami” – Hedrick mówi. Koncepcja roju, podobna do tej, którą rozwija Rubenstein, oznacza, że każdy pojedynczy polimer nie jest w stanie tego osiągnąć misję samodzielnie, ale musi współpracować z innymi agentami, aby zwalczyć infekcję i zmienić komórki w ciało.
Co ciekawe, Hedrick twierdzi, że cząstki ninja można wykorzystać również do zastosowań komercyjnych, nie tylko w medycynie czy laboratorium badawczym. Mówi, że nanostruktury można zastosować w mydłach do rąk, dezodorantach, chusteczkach stołowych i środkach do dezynfekcji rąk w celu zwalczania infekcji. Można je również wykorzystać do zwalczania poważnych infekcji, takich jak gruźlica i choroby płuc. Gdy cząstki zostaną zaprogramowane, wykonują swoją „misję”, a następnie w naturalny sposób rozpuszczają się.
Przyszłe scenariusze
Rubenstein wahał się, czy tworzyć teorie na temat przyszłych scenariuszy kilobotów. Jednak łatwo sobie wyobrazić, jak roboty roje mogą stać się częścią naszego codziennego życia. Inną kwestią jest to, czy tysiące botów budujących mosty, wyszukujących infekcje lub toczących bitwy mogą doprowadzić do mikroarmageddonu. Jednak idea czujników w obiektach fizycznych jest już rzeczywistością.
Jednym z przykładów jest piłka do koszykówki 94Fifty, którą można kupić za około 3000 dolarów. Piłka zawiera czujnik, który komunikuje się z oprogramowaniem w celu analizy strzału gracza. Oprogramowanie może służyć do szkolenia nowych graczy w zakresie mechaniki strzelania, a dane mogą być wykorzystywane przez cały zespół do analizy tego, jak grają oni w grę i jak doskonalić swoje umiejętności. Ta analiza „ula” stała się już rzeczywistością i pokazuje, jak wbudowane czujniki mogą współpracować w zespole.
Swarmboty stosują podobną koncepcję: mogą być osadzone w obiektach fizycznych, komunikować się ze sobą, a następnie raportować swoje działania z powrotem do centralnego serwera.
Jest to szczególnie interesujące w scenariuszu na polu bitwy. Swarmboty mogą działać jak nowe iRobot 110 FirstLook, robota do szybkiego wdrożenia, który rzucasz na ziemię.
Bot wytrzymuje upadek z wysokości 15 stóp i jest wodoodporny do głębokości 3 stóp. Choć nie są wielkości mikrobota (każdy FirstLook ma około dziesięciu cali długości i waży pięć funtów), mogłyby zadziałać w ulu, podobnie jak programiści zaprojektowali rój odkurzaczy iRobot Roomba do czyszczenia dużych obszary. Niedawno obserwowaliśmy, jak dwa Roomby wspólnie odkurzają pomieszczenie, unikając się nawzajem i komunikując się, aby zakończyć sprzątanie w o połowę krótszym czasie.
Boty FirstLook wykorzystują już światło podczerwone do wyszukiwania tras na polu bitwy. Mimo że nie działają autonomicznie i nie komunikują się jeszcze ze sobą, łatwo sobie wyobrazić, w jaki sposób tego rodzaju boty mogłyby koordynować misję eksploracyjną na terytorium wroga.
Drony Swarmbot mogą wykonywać zadania obserwacyjne, jak widać w nadchodzącej wersji Ghost Recon Future Soldier gra firmy Ubisoft, zapewniająca rozpoznanie, które zapewnia żołnierzom bezpieczeństwo. Oczywiście te przyszłe scenariusze mogą wydawać się science-fiction. Istnieją pytania dotyczące kosztów każdego bota na polu bitwy, a wojskowi są niechętni do korzystania z nich roboty w sytuacjach bojowych ze względu na implikacje moralne (ludzie mają zdolność wytwarzania lepszych impulsów decyzje). Boty wojskowe są dziś wykorzystywane przede wszystkim do badania pola bitwy.
Jednak, jak w przypadku każdego przedsięwzięcia związanego z robotyką, sytuacja ulegnie zmianie wraz z poprawą sztucznej inteligencji. Swarmboty można zaprogramować z grupowym zabezpieczeniem przed awarią, silniejszym niż pojedynczy bot. Można ich wysłać do strefy działań wojennych, aby odnaleźli rannych żołnierzy, naprawili pojazdy, a nawet unieszkodliwili broń wroga.
Na razie technologia swarmbotów jest zdecydowanie na wczesnym etapie rozwoju. Kilbot jest jak dotąd najlepszym przykładem pokazującym, jak niedrogi bot może wykonywać proste zadania i współpracować w hordzie. Nie wiadomo, czy doprowadzi to do powstania roju botów, które będą mogły kosić trawę, naprawiać płot lub budować fort na drzewie na Twoim podwórku.
Zalecenia redaktorów
- Wykończenie: jak naukowcy nadają robotom zmysły dotyku przypominające ludzkie
- Women with Byte: plan Vivienne Ming mający na celu rozwiązanie „bajerskich problemów ludzkich” za pomocą sztucznej inteligencji
- Najlepsze roboty na targach CES 2021
- 9 robotów wojskowych, które są całkowicie przerażające… i dziwnie urocze
- Wewnątrz umysłu autonomicznego robota dostawczego
