technika
Autor: Tim Hornyak | dodano: 2019-11-26
Stado robotów

Klaster automatów zdolnych rozszerzać się i kurczyć przemieszcza się jako całość.

Naukowcy skonstruowali robota złożonego z wielu jednostek, które bez centralnego sterowania, reagując jedynie na bodźce w swoim środowisku, działają jak grupa, w czym przypominają zachowanie żywych komórek.

Okrągłe elementy składowe, tzw. cząstki, o średnicy do 23,5 cm, są ze sobą luźno połączone za pomocą magnesów. Jedyny ruch, jaki mogą one wykonywać w pojedynkę, polega na zwiększaniu albo zmniejszaniu średnicy. Pomimo swojej prostoty mogą jako grupa podejmować bardziej wyrafinowane działania, na przykład podążać w kierunku światła. W artykule opublikowanych w marcu w Nature badacze wyjaśniali, że układ słabo powiązanych elementów jest bardziej niezawodny niż większość systemów robotycznych, ponieważ nie ma w nim żadnego punktu szczególnie podatnego
na uszkodzenie i może on działać nawet wtedy, gdy kilka cząstek zawiedzie.

Naukowcy przekonują, że zminiaturyzowane cząstki z odpowiednimi czujnikami można by wykorzystać w operacjach poszukiwawczo-ratunkowych, na przykład rozmieszczając je na gruzowisku po zawalonym budynku w celu odnalezienia potencjalnych ofiar. Zupełnie malutkie jednostki pozwoliłyby dostarczać lekarstwa do trudno dostępnych obszarów ludzkiego organizmu albo pomóc w modelowaniu zachowania komórek w trakcie formowaniu narządu.

Prototypowe cząstki wyposażono w czujniki światła i proste układy elektroniczne, które pozwalają im kurczyć się lub rozszerzać zgodnie z ustalonym algorytmem. Każda cząstka mierzy natężenie światła i przekazuje wynik pomiaru sąsiadom. Porównując wynik swój i towarzyszy, decyduje, czy rozpocząć cykl zwiększania średnicy, czy jej zmniejszania, powodując, że grupa jako całość zaczyna się przesuwać.

Badacze przygotowali klastry liczące do 24 cząstek i wykazali, że mogą się one przesuwać w kierunku światła, czyli wykonywać ruch podobny jak komórki, które zbierają się i migrują, aby wspomóc gojenie się rany lub inne funkcje. „W naszym systemie każda cząstka jest bardzo prosta i nie ma żadnej centralnej kontroli nad klastrem” – wyjaśnia Daniela Rus, dyrektorka Computer Science & Artificial Intelligence Laboratory w Massachusetts Institute of Technology i jedna z liderek zespołu. Cząstki „pracują razem, ale ich działanie nie jest uzależnione od żadnego szczególnego elementu grupy”. (Rus należy do komitetu doradczego
Scientific American.)

Robot potrafi omijać przeszkody oraz popychać różne przedmioty. Symulacje grup zawierających do 100 tys. elementów wykazały, że nawet po uszkodzeniu 20% cząstek klaster powinien poruszać się z prędkością równą mniej więcej połowie prędkości maksymalnej.

„Przewiduje się, że rozwiązanie tego typu znajdzie zastosowanie w zadaniach takich, jak poszukiwanie, zbieranie i przekazywanie informacji oraz transportowanie przedmiotów (przez cały rój) – wyjaśnia Hajime Asama, profesor inżynierii z Uniwersytetu Tokijskiego, który nie uczestniczył w badaniach. – Zanim grupy zaczną wykonywać użyteczne zadania, trzeba jeszcze rozwiązać wiele problemów, jak zdolność adaptowania się do zmiany zadania, warunków w środowisku oraz stanu samego robota.” 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 12/2019 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2019
10/2018 - specjalny
Kalendarium
Grudzień
14

Pierwsza ekspedycja prowadzona przez Roalda Amundsena osiągnęła biegun południowy.
Warto przeczytać
Lubimy myśleć o sobie jako o istotach wyjątkowych - ale czy naprawdę coś różni nas od zwierząt? Przecież nasza biologia jest taka sama. W oryginalnej i intrygującej podróży po świecie ziemskiego życia Adam Rutherford bada rozmaite cechy, które uznawano niegdyś za wyłącznie ludzkie, wykazując, że wcale takimi nie są.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Tim Hornyak | dodano: 2019-11-26
Stado robotów

Klaster automatów zdolnych rozszerzać się i kurczyć przemieszcza się jako całość.

Naukowcy skonstruowali robota złożonego z wielu jednostek, które bez centralnego sterowania, reagując jedynie na bodźce w swoim środowisku, działają jak grupa, w czym przypominają zachowanie żywych komórek.

Okrągłe elementy składowe, tzw. cząstki, o średnicy do 23,5 cm, są ze sobą luźno połączone za pomocą magnesów. Jedyny ruch, jaki mogą one wykonywać w pojedynkę, polega na zwiększaniu albo zmniejszaniu średnicy. Pomimo swojej prostoty mogą jako grupa podejmować bardziej wyrafinowane działania, na przykład podążać w kierunku światła. W artykule opublikowanych w marcu w Nature badacze wyjaśniali, że układ słabo powiązanych elementów jest bardziej niezawodny niż większość systemów robotycznych, ponieważ nie ma w nim żadnego punktu szczególnie podatnego
na uszkodzenie i może on działać nawet wtedy, gdy kilka cząstek zawiedzie.

Naukowcy przekonują, że zminiaturyzowane cząstki z odpowiednimi czujnikami można by wykorzystać w operacjach poszukiwawczo-ratunkowych, na przykład rozmieszczając je na gruzowisku po zawalonym budynku w celu odnalezienia potencjalnych ofiar. Zupełnie malutkie jednostki pozwoliłyby dostarczać lekarstwa do trudno dostępnych obszarów ludzkiego organizmu albo pomóc w modelowaniu zachowania komórek w trakcie formowaniu narządu.

Prototypowe cząstki wyposażono w czujniki światła i proste układy elektroniczne, które pozwalają im kurczyć się lub rozszerzać zgodnie z ustalonym algorytmem. Każda cząstka mierzy natężenie światła i przekazuje wynik pomiaru sąsiadom. Porównując wynik swój i towarzyszy, decyduje, czy rozpocząć cykl zwiększania średnicy, czy jej zmniejszania, powodując, że grupa jako całość zaczyna się przesuwać.

Badacze przygotowali klastry liczące do 24 cząstek i wykazali, że mogą się one przesuwać w kierunku światła, czyli wykonywać ruch podobny jak komórki, które zbierają się i migrują, aby wspomóc gojenie się rany lub inne funkcje. „W naszym systemie każda cząstka jest bardzo prosta i nie ma żadnej centralnej kontroli nad klastrem” – wyjaśnia Daniela Rus, dyrektorka Computer Science & Artificial Intelligence Laboratory w Massachusetts Institute of Technology i jedna z liderek zespołu. Cząstki „pracują razem, ale ich działanie nie jest uzależnione od żadnego szczególnego elementu grupy”. (Rus należy do komitetu doradczego
Scientific American.)

Robot potrafi omijać przeszkody oraz popychać różne przedmioty. Symulacje grup zawierających do 100 tys. elementów wykazały, że nawet po uszkodzeniu 20% cząstek klaster powinien poruszać się z prędkością równą mniej więcej połowie prędkości maksymalnej.

„Przewiduje się, że rozwiązanie tego typu znajdzie zastosowanie w zadaniach takich, jak poszukiwanie, zbieranie i przekazywanie informacji oraz transportowanie przedmiotów (przez cały rój) – wyjaśnia Hajime Asama, profesor inżynierii z Uniwersytetu Tokijskiego, który nie uczestniczył w badaniach. – Zanim grupy zaczną wykonywać użyteczne zadania, trzeba jeszcze rozwiązać wiele problemów, jak zdolność adaptowania się do zmiany zadania, warunków w środowisku oraz stanu samego robota.”