Вони вже давно серед нас. Крихітні мікроботи, які працюють разом, щоб боротися з хворобами, знаходити втраченого солдата або навіть будувати нову структуру, з’являлися в таких науково-фантастичних фільмах, як Звіт меншості в минулому. Кілька компаній, у тому числі IBM і HP, продемонстрували, як кілька маленьких роботів можуть спілкуватися один з одним, щоб виконати завдання.
Тепер дослідники з Гарварду розробили kilobot, крихітного робота, який коштує всього 14 доларів для створення та спілкується за допомогою інфрачервоного зв’язку. Головна відмінність: сотні чи навіть тисячі кілоботів могли виконувати складні завдання. У майбутньому ці боти можуть створити основу для швидкого складання прототипів. Уявіть собі тисячі кілоботів, які будують міст чи навіть хмарочос, або входять у зону бойових дій, щоб знайти ворожі установки та вивести з ладу зброю одну за одною.
Майк Рубінштейн є постдокторантом, який працює в Група дослідження систем самоорганізації в Гарвардському університеті. Він пояснив, що крихітні боти використовують два вібраційні двигуни для пересування та спілкуються з іншими ботами за допомогою надсилаючи інфрачервоне світло на поверхню — вони знають місцезнаходження інших ботів, зчитуючи світло інтенсивність.
Головна відмінність, за його словами, між деякими попередніми swarmbots і kilobit полягає в тому, що нові боти є справжніми роботами: вони працюють разом, але не просто слідують заздалегідь визначеним маршрутом. Вони більше схожі на Roomba, ніж на радіокерований автомобіль, який просто виконує команди оператора. З Roomba бот має достатньо інтелекту, щоб стежити за навколишнім середовищем, шукаючи перешкоди та використовуючи тисячі алгоритмів для пошуку оптимального маршруту.
«Основне короткочасне застосування — це тестування ройових алгоритмів на великомасштабній системі роботів», — каже Рубінштейн. «Ми можемо запрограмувати їх рухатися та взаємодіяти з сусідніми роботами. Є багато можливих способів поведінки, поки що ми працювали над пошуком їжі та розвідкою».
Рубінштейн каже, що він може уявити майбутній сценарій, за якого боти будуть використовуватися для бойових дій. Команда вже розробила дорожню карту, наз Термес, як кілоботи можуть побудувати 3D-структуру. Команда працює над масштабним впровадженням кілоботів. Рубінштейн також передбачає використання ботів для навчання, що він називає «груповою навігацією транспортних засобів», і для захисту навколишнього середовища. картографування — техніка, яка приблизно визначає, як виглядатиме регіон після корозії чи кліматичних впливів змінити.
Медичні сценарії
Інший приклад масової взаємодії swarmbot включає так звані «частинки ніндзя», які розробляє IBM. Ці крихітні полімерні роботи працюють як клітина у вашому тілі — вони містять електричний заряд і притягуються до інфекційних агентів в організмі, як магніт. Лікарі можуть використовувати частинки ніндзя, які працюють автономно в організмі, щоб знайти рану та почати відновлювати пошкоджені клітини.
«Як тільки ці полімери вступають у контакт з водою в тілі або на тілі, вони самостійно збираються в наноструктуру, яка є призначений для націлювання на мембрани бактерій на основі електростатичної взаємодії та прориву їх клітинних мембран стіни. Фізична природа цієї дії не дає бактеріям виробити стійкість до цих наночастинок», — каже Джим Гедрік, дослідник IBM.
«Ці агенти запобігають розвитку стійкості бактерій до ліків, фактично проникаючи крізь бактерію клітинну стінку та мембрану, принципово інший спосіб атаки порівняно з традиційними антибіотиками», Хедрік каже. Концепція роя, схожа на те, що розробляє Рубінштейн, означає, що кожен окремий полімер не може виконати місія самостійно, але має працювати з іншими агентами, щоб боротися з інфекцією та змінювати клітини в тіло.
Цікаво, що Хедрік каже, що частинки ніндзя також можна використовувати для комерційних цілей, а не лише в медичній галузі чи дослідницькій лабораторії. Він каже, що наноструктури можуть бути вбудовані в мило для рук, дезодорант, столові серветки та дезінфікуючі засоби для боротьби з інфекціями. Їх також можна використовувати для боротьби з основними інфекціями, такими як туберкульоз і захворювання легенів. Після того, як частинки запрограмовані, вони виконують свою «місію», а потім природним чином розчиняються.
Майбутні сценарії
Рубінштейн не рішуче ставив теорії про майбутні сценарії кілоботів. Проте легко уявити, як swarmbots можуть стати частиною нашого повсякденного життя. Інше питання, чи тисячі ботів, які будують мости, знаходять інфекції чи борються з нашими битвами, можуть призвести до мікроармагедону. Проте ідея сенсорів у фізичних об’єктах вже стала реальністю.
Одним із прикладів є баскетбольний м’яч 94Fifty, який продається приблизно за 3000 доларів. М’яч містить датчик, який взаємодіє з програмним забезпеченням для аналізу удару гравця. Програмне забезпечення можна використовувати для навчання нових гравців механіці кидка, а дані можна використовувати для всієї команди для аналізу того, як вони грають у гру та як покращити свої здібності. Цей «вуликовий» аналіз, який уже став реальністю, показує, як вбудовані датчики можуть працювати разом у команді.
Swarmbots використовують подібну концепцію: вони можуть бути вбудовані у фізичні об’єкти, спілкуватися один з одним, а потім повідомляти про свою діяльність на центральний сервер.
Це особливо цікаво на полі бою. Swarmbots можуть працювати як нові iRobot 110 FirstLook, бот швидкого розгортання, якого ви кидаєте на землю.
Бот може витримати падіння з 15 футів і водонепроникний до 3 футів. Хоча розмір мікробота не такий (кожен FirstLook має приблизно десять дюймів у довжину та важить п’ять фунтів), вони можуть працювати у вулику, подібно до того, як програмісти розробили рій пилососів iRobot Roomba для очищення великих області. Нещодавно ми спостерігали, як два Roombas разом пилососили кімнату, уникали один одного та спілкувалися, щоб завершити прибирання вдвічі швидше.
Боти FirstLook вже використовують інфрачервоне світло для пошуку маршрутів на полі бою. Незважаючи на те, що вони не працюють автономно та ще не спілкуються один з одним, легко уявити, як ці види ботів можуть координувати дослідницьку місію на ворожій території.
Дрони Swarmbot можуть виконувати завдання спостереження, як це видно в майбутньому Ghost Recon: Майбутній солдат гра від Ubisoft, що забезпечує розвідку, яка забезпечує безпеку солдатів. Звичайно, ці сценарії майбутнього можуть здатися науковою фантастикою. Є питання щодо вартості кожного бота на полі бою, а військові чиновники стримано користуються цим роботів у бойових ситуаціях через моральні наслідки (люди мають здатність виявляти кращий імпульс рішення). Військові боти сьогодні використовуються переважно для огляду поля бою.
Однак, як і в будь-якій роботі з робототехніки, це зміниться з удосконаленням ШІ. Swarmbots можна запрограмувати за допомогою групового захисту від відмов, який є сильнішим, ніж окремий бот. Їх можна було відправити в зону бойових дій, щоб знайти поранених солдатів, відремонтувати транспортні засоби та навіть вивести з ладу зброю противника.
Наразі технологія swarmbot знаходиться на початковій стадії розробки. Кілобот наразі є найкращим прикладом, який демонструє, як недорогий бот може виконувати прості завдання та працювати разом у орді. Чи призведе це до зграї ботів, які можуть косити вашу траву, ремонтувати паркан або будувати форт на дереві у вашому дворі, поки невідомо.
Рекомендації редакції
- Останній штрих: як вчені надають роботам людські тактильні відчуття
- Жінки з Байтом: план Вів’єн Мін вирішити «безладні людські проблеми» за допомогою штучного інтелекту.
- Найкращі роботи на CES 2021
- 9 військових роботів, які жахають... і на диво чарівні
- У свідомості автономного робота-доставника
