Ученые МИТ научили роботов работать в группе — Роботех

Ученые МИТ научили роботов работать в группе

Исследователи из Массачусетского технологического института, Колумбийского университета и др. разработали простых в вычислительном отношении роботов, которые объединяются в большие группы для перемещения, транспортировки объектов и выполнения других задач.

Эта так называемая система «роботизированных частиц» состоит из множества отдельных дискообразных блоков, которых исследователи называют «частицами». Частицы связаны друг с другом с помощью магнитов, расположенных по периметру, и каждая единица может делать только две вещи: расширяться и сжиматься. В сжатом состоянии диаметр каждой частицы составляет 6 дюймов, а при расширении ее диаметр достигает 9 дюймов. Если процесс расширения и сужения тщательно рассчитать, то он позволит отдельным частицам толкать и тянуть друг друга. Более того, на каждой такой частице имеются бортовые датчики, которые позволяют всей группе роботов притягиваться к источникам света, пишет пресс-служба МИТ.

В опубликованной в газете Nature статье исследователи демонстрируют кластер из двух десятков реальных роботизированных частиц и виртуальную симуляцию, в которой до 100 000 частиц движутся сквозь препятствия к лампочке. Они также показывают, что робот-частица может транспортировать объекты, расположенные в его центре.

Роботы-частицы могут образовывать различные конфигурации, плавно перемещаться через препятствия и проходить сквозь узкие участки. Примечательно, что ни одна из частиц напрямую не взаимодействует или полагается а другую, чтобы функционировать. Это значит, что частицы можно свободно убирать или добавлять без прямого воздействия на группу. В своей статье исследователи показывают, что роботизированные системы частиц могут выполнять задачи, даже когда многие устройства работают со сбоями.

Исследователи говорят, что роботы, состоящие из этих упрощенных компонентов, могут создавать более гибкие и надежные системы.

«У нас есть небольшие роботизированные ячейки, которые по отдельности являются бесполезными, но могут многого добиться в группе», — говорит директор Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) Даниела Рус. «Робот сам по себе статичен, но когда он соединяется с другими роботизированными частицами, то у всего коллектива появляется возможность исследовать мир и управлять более сложными действиями. С помощью этих «универсальных ячеек» частицы робота могут достигать различных форм, преобразовываться, двигаться, определять источники света и направляться к нему», — рассказала Даниела Рус.

Каждая роботизированная частица имеет цилиндрическое основание с батареей, небольшим двигателем, датчиками, которые определяют интенсивность света, микроконтроллер и компонент связи, который отправляет и принимает сигналы. Чтобы заставить всю группу роботов двигаться по направлению к свету, нужно запрограммировать частицы на расширение и сжатие в точной последовательности. Для этого исследователи оснастили каждую частицу алгоритмом, который анализирует передаваемую информацию об интенсивности света от каждой другой частицы, без необходимости прямой связи между частицами.

Датчики каждой частицы определяют интенсивность света от источника света. Чем ближе частица к источнику света, тем больше интенсивность. Каждая частица постоянно передает сигнал, который разделяет воспринимаемый уровень интенсивности со всеми другими частицами. Скажем, роботизированная система частиц измеряет интенсивность света по шкале от 1 до 10: частицы, ближайшие к свету, регистрируют уровень 10, а самые дальние — уровень 1. Уровень интенсивности, в свою очередь, соответствует определенному времени, в течение которого частица должна расширяться. Частицы, испытывающие наивысшую интенсивность — уровень 10 — расширяются первыми. Когда эти частицы сжимаются, расширяются частицы следующего уровня и так далее. Это расширение по времени и сжатие происходит на каждом последующем уровне.

На следующем этапе работы ученые намерены сделать свои роботизированные частицы меньше в несколько раз и впоследствии создать из них полноценного робота, состоящего из миллионов таких частиц.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *