BOBboti. Jednoduché roboty, inteligentní algoritmy

Když jsou z řady jednoduchých robotů odstraněny senzory, komunikace, paměť a výpočetní technika, některé složité úkoly lze stále provést pomocí fyzikálních charakteristik robotů, což je funkce, kterou tým výzkumníků pod vedením Georgia Tech nazývá „ztělesněním úkolu“. »Půjčka: Shengkai Li, Georgia Tech

Každý s dětmi ví, že i když může být obtížné ovládat jedno dítě, je téměř nemožné ovládat více najednou. Sestavování skupin robotů dohromady může být stejně náročným úkolem, pokud vědci důkladně nezdokumentují své interakce, jako jsou formační roviny, pomocí sofistikovanějších komponent a algoritmů. Co však lze udělat bezpečně, když jsou ruční roboty jednoduché, nedostatečné a nemají složité programování pro systematické chování?

Tým vědců pod vedením Dany Randallové, profesorky výpočetní techniky na ADVANCE State Institute of Technology, a Ana Goldmanové, profesorky fyziky Dana Goldmana, se pokusil ukázat, že i ti nejjednodušší roboti mohou i nadále plnit úkoly nad rámec svých schopností. nebo dokonce některé z nich. Účel provádění těchto úkolů, které tým nazval „hloupí roboti“ (v podstatě buněčné částice), předčil jejich očekávání, uvedli vědci, kteří byli schopni odstranit všechny senzory, komunikaci, paměť, výpočetní techniku ​​a místo toho provádět řadu úkolů. pomocí fyzikálních charakteristik robotů, funkce, kterou tým nazývá „ztělesněním úkolu“.

Bahniskha Dutta

Bahnisikha Dutta, postgraduální student na Georgia Tech, je součástí interdisciplinárního výzkumného týmu, který vytváří a studuje magnetické roboty. Půjčka: Alison Carter, Gruzie

Tým BOBbotů, neboli „chování, organizace, buzz roboty,“ přezdívaný „průkopník granulární fyziky“ od Boba Behringera, „jsou tak hloupí, jak jsou schopni,“ vysvětluje Randall. „Pod jejich válcovým podvozkem jsou vibrační kartáče; kolem nich jsou volné magnety, díky nimž tráví více času na přeplněných místech.“ Experimentální platforma byla doplněna přesnými počítačovými simulacemi vedenými Shengkai Li, studentem fyziky na Georgia Tech, jako prostředek pro zkoumání aspektů nevhodného systému pro laboratorní studium.

Navzdory jednoduchosti BOBbotů vědci zjistili, že když se roboti pohybují a kolidují s sebou, „vytvářejí se kompaktní jednotky, které jsou schopné hromadně sbírat odpadky, což je velmi obtížné samostatně,“ říká Goldman. „Zatímco většina lidí vytváří stále sofistikovanější a nákladnější roboty, aby zajistila koordinaci, chtěli jsme zjistit, jaké složité úkoly lze dosáhnout pomocí velmi jednoduchých robotů.“

Výzkumný tým BOBbots

Dana Randall, Daniel Goldman a Bahnisikha Dutta spolupracují na vytvoření magnetických robotů. Tato fotografie byla pořízena v roce 2019 na Georgia Tech jako součást předchozí výzkumné studie. Půjčka: Alison Carter, Gruzie

Jejich práce, jak bylo oznámeno 23. dubna 2021, v časopise Pokrok ve vědě, byl inspirován teoretickým modelem částic cirkulujících na šachovnici. Pro studium matematického modelu BOBbotů byla vyvinuta teoretická abstrakce, známá jako samoorganizující se částicový systém. Pomocí myšlenek teorie pravděpodobnosti, statistické fyziky a stochastických algoritmů byli vědci schopni dokázat, že teoretický model prochází fázovými změnami, jak se zvyšují magnetické interakce. Náhlý přechod z rozptýlených do velkých, kompaktních shluků, které lze vidět v běžných každodenních systémech, jako je voda: led.

„Důkladná analýza nejen ukázala, jak stavět BOBboty, ale také odhalila inherentní stabilitu našeho algoritmu, což umožnilo některým robotům být nepřesné nebo nepředvídatelné,“ řekl Randall, který působí jako profesor informatiky a profesor pokročilé matematiky. Georgia Tech.

Odkaz. Shengkai Lee, Bahnisika Dutta, Sara Canon, den osh oshua. Dameud, Ram Aviners, Anne Aydin, Andrea W. 2021, Pokrok ve vědě,
DOI: 10.1126 / sciadv.abe8494:

Spolupráce je založena na simulacích experimentů, které vyvinuli Bahnisikha Dutta, Ram Avinery և Enes Aydin z Georgia Tech, a také teorie Andrea Richa և Joshua Daymude z Arizonské státní univerzity և Sarah Cannon je čerstvou absolventkou Claremont McKenna College v Georgii.

Tato práce je součástí Multidisciplinární univerzitní výzkumné iniciativy (MURI), kterou financuje Army Research Office (ARO) za účelem studia základů výpočetní առաջ kolektivní inteligence.

Financování. Tuto práci podpořilo ministerstvo obrany MURI h. W911NF-19-1-0233 D DMS-1803325 (SC) udělil NSF; CCF-1422603, CCF-1637393 – CCF-1733680 (AWR); CCF-1637031 և CCF-1733812 (DR և DIG); և CCF-1526900 (DR):

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.