Они уже давно среди нас. Крошечные микроботы, которые работают вместе, чтобы бороться с болезнями, найти потерявшегося солдата или даже построить новую структуру, появились в таких научно-фантастических фильмах, как Отчет меньшинства в прошлом. А несколько компаний, в том числе IBM и HP, показали, как несколько небольших роботов могут общаться друг с другом для выполнения задачи.
Теперь исследователи из Гарварда разработали килобота, крошечного робота, сборка которого стоит всего 14 долларов и который общается с помощью инфракрасного излучения. Главное отличие: сложные задачи могут выполнять сотни и даже тысячи килоботов. В будущем эти боты могут подготовить почву для быстрой сборки прототипов. Представьте себе тысячи килоботов, строящих мост или даже небоскреб, или входящих в зону боевых действий, чтобы найти вражеские объекты и вывести из строя оружие одно за другим.
Майк Рубинштейн — научный сотрудник, работающий в Группа исследования самоорганизующихся систем в Гарвардском университете. Он объяснил, что крошечные боты используют два вибрирующих двигателя для передвижения и общаются с другими ботами посредством посылая инфракрасный свет на поверхность — они узнают местоположение других ботов, читая свет интенсивность.
Основное различие, по его словам, между некоторыми предыдущими роевыми роботами и килобитами заключается в том, что новые боты являются настоящими роботами: они работают вместе, а не просто следуют заранее определенному маршруту. Они больше похожи на Roomba, чем на радиоуправляемую машину, которая просто выполняет команды оператора. Робот Roomba обладает достаточным интеллектом, чтобы следить за окружающей средой в поисках препятствий и использовать тысячи алгоритмов для поиска оптимального маршрута.
«Основное краткосрочное применение — тестирование роевых алгоритмов на крупномасштабной роботизированной системе», — говорит Рубинштейн. «Мы можем запрограммировать их двигаться и взаимодействовать с соседними роботами. Возможны многие варианты поведения, до сих пор мы работали над поиском пищи и исследованием».
Рубинштейн говорит, что может представить себе будущий сценарий, в котором боты будут использоваться в военных действиях. Команда уже разработала дорожную карту под названием Условия, о том, как килоботы могут строить 3D-структуры. Команда работает над крупномасштабным внедрением килоботов. Рубинштейн также предполагает, что боты будут использоваться в образовательных целях, в том, что он называет «групповой транспортной навигацией», а также в экологических целях. картирование — метод, который приблизительно описывает, как будет выглядеть регион после коррозии или воздействия климата. изменять.
Медицинские сценарии
Другой пример массового взаимодействия роевых роботов включает в себя так называемые «частицы ниндзя», которые разрабатывает IBM. Эти крошечные полимерные боты работают как клетки вашего тела — они содержат электрический заряд и притягиваются к инфекционным агентам в организме, как магнит. Врачи могли бы использовать частицы-ниндзя, которые работают в организме автономно, чтобы найти рану и начать восстанавливать поврежденные клетки.
«Как только эти полимеры вступают в контакт с водой внутри или на теле, они самособираются в наноструктуру, которая предназначен для воздействия на мембраны бактерий на основе электростатического взаимодействия и прорыва их клеточных мембран и стены. Физическая природа этого действия не позволяет бактериям развивать устойчивость к этим наночастицам», — говорит Джим Хедрик, исследователь из IBM.
«Эти агенты предотвращают развитие у бактерий устойчивости к лекарствам, фактически прорывая бактериальный барьер. клеточная стенка и мембрана — принципиально иной способ воздействия по сравнению с традиционными антибиотиками», — Хедрик говорит. Концепция роя, подобная той, которую разрабатывает Рубинштейн, означает, что каждый отдельный полимер не может выполнить миссия осуществляется самостоятельно, но ему приходится работать с другими агентами, чтобы бороться с инфекцией и изменять клетки в тело.
Интересно, что Хедрик говорит, что частицы ниндзя можно использовать и в коммерческих целях, а не только в медицинской сфере или в исследовательских лабораториях. Он говорит, что наноструктуры могут быть встроены в мыло для рук, дезодорант, салфетки для столов и дезинфицирующие средства для рук для борьбы с инфекциями. Их также можно использовать для борьбы с такими серьезными инфекциями, как туберкулез и заболевания легких. Как только частицы запрограммированы, они выполняют свою «миссию», а затем естественным образом растворяются.
Будущие сценарии
Рубинштейн не решался высказывать теории о будущих сценариях развития килоботов. Тем не менее, легко представить, как роевые роботы могут стать частью нашей повседневной жизни. Другой вопрос, могут ли тысячи ботов, строящих мосты, обнаруживающих инфекции или участвующих в наших битвах, привести к микроармагеддону. Тем не менее, идея датчиков в физических объектах уже стала реальностью.
Одним из примеров является баскетбольный мяч 94Fifty, который продается примерно за 3000 долларов. Мяч содержит датчик, который взаимодействует с программным обеспечением для анализа удара игрока. Программное обеспечение можно использовать для обучения новых игроков механике бросков, а данные можно использовать всей командой для анализа того, как они играют в игру и как улучшить свои способности. Этот анализ «улья», уже ставший реальностью, показывает, как встроенные датчики могут работать вместе в команде.
Роевые роботы используют аналогичную концепцию: они могут быть встроены в физические объекты, общаться друг с другом, а затем сообщать о своей деятельности обратно на центральный сервер.
Это особенно интересно в сценарии поля боя. Swarmbots могут работать как новые iRobot 110 Первый взгляд, бот быстрого развертывания, которого вы бросаете на землю.
Бот может выдержать падение с высоты 15 футов и водонепроницаем на глубине до 3 футов. Несмотря на то, что они не размером с микробот (каждый FirstLook имеет длину около десяти дюймов и весит пять фунтов), они могут работать в улье, подобно тому, как программисты спроектировали рой пылесосов iRobot Roomba для уборки больших области. Недавно мы наблюдали, как два робота Roomba вместе пылесосят комнату, избегая друг друга и общаясь, чтобы завершить уборку вдвое быстрее.
Боты FirstLook уже используют инфракрасный свет для поиска маршрутов на поле боя. Несмотря на то, что они не работают автономно и пока не общаются друг с другом, легко представить, как такие боты могут координировать исследовательскую миссию на территории противника.
Дроны Swarmbot могут выполнять задачи наблюдения, как показано в предстоящих проектах. Ghost Recon: Солдат будущего игра от Ubisoft, обеспечивающая разведку, обеспечивающую безопасность солдат. Конечно, эти сценарии будущего могут показаться научной фантастикой. Есть вопросы по поводу стоимости каждого бота на поле боя, а военные чиновники неохотно используют его. роботов в боевых ситуациях из-за моральных последствий (люди обладают способностью лучше делать импульсы). решения). Сегодня военные боты используются в основном для наблюдения за полем боя.
Однако, как и в случае с любым проектом в области робототехники, ситуация изменится по мере совершенствования ИИ. Роевые роботы могут быть запрограммированы с групповой отказоустойчивостью, которая более мощна, чем индивидуальный бот. Их можно было отправить в зону боевых действий, чтобы найти раненых солдат, отремонтировать технику и даже вывести из строя оружие противника.
На данный момент технология роевых роботов находится на ранней стадии разработки. Килобот на данный момент является лучшим примером, демонстрирующим, как недорогой бот может выполнять простые задачи и работать вместе в орде. Приведет ли это к появлению роя ботов, которые смогут косить вашу траву, ремонтировать забор или строить деревянную крепость на вашем заднем дворе, пока неизвестно.
Рекомендации редакции
- Последний штрих: как ученые наделяют роботов человеческими тактильными чувствами
- Женщины с байтом: план Вивьен Минг по решению «грязных человеческих проблем» с помощью искусственного интеллекта
- Лучшие роботы на CES 2021
- 9 военных роботов, которые совершенно ужасны… и до странности очаровательны
- Внутри разума автономного робота-доставщика
