Миниатюрный робот, передвигающийся на трех вибрирующих ножках, не может сделать многого, действуя в одиночку. Но тысячи таких аналогичных «-мыслящих»- роботов представляют собой уже некоторую силу, своего рода «-рой»-, обладающий толикой группового поведения и разума, присущего роям насекомых, что позволяет этому рою выполнять более сложные действия. Ученые уже достаточно давно пытаются экспериментировать с «-роями»- роботов, но максимум, чего им удавалось добиться, это создание «-роев»-, состоящих из десятков и сотен роботов. А недавно, учены из Гарвардского университета удалось совершить прорыв в этом направлении, собрав и запрограммировав «-рой»- из крошечных простых роботов, насчитывающий 1024 единицы.
Давайте узнаем подробнее про это …-
 -
 -
Мы уже видели немало примеров из области робототехники, где используется идеология использования «-роя»- разнообразных роботов. Какая же разница между группой и «-роем»- роботов? В группе роботов всегда присутствует известное количество устройств, каждое их которых выполняет одну поставленную задачу, продвигая группу к выполнению общей цели. Выход из строя какого-либо члена группы делает невозможным достижение конечной цели. А в «-рое»- роботов количество «-особей»- может быть неопределенным, а распределение задач происходит динамически по мере появления свободных роботов. Таким образом «-рой»- является более независимым и жизнеспособным видом объединения устройств в единое целое, ведь, в случае чего, просто «-отряд не заметил потери бойца»-. Такая организация уже не раз подтвердила свою эффективность при реализации проектов RoboSwarm и
Есть множество задач, которые можно решать с помощью «-роев»- роботов, но и при их развертывании возникает немало проблем. Основные проблемы связаны с программированием каждого отдельного образца и зарядка их источников питания. Эти две проблемы пока еще не решаются достаточно эффективно, ведь робот Kilobot не в состоянии обмениваться информацией сразу со всеми членами «-роя»-, его световые сигналы видят только роботы из ближайшего окружения. Поэтому для повышения эффективности роя Kilobot используют центрального диспетчера, который способен осветить инфракрасным светом весь рой сразу, а заряжают таких роботов «-пачками»- зажимая их между двумя токопроводящими поверхностями. За счет применения таких решений «-рой»- становится масштабируемым, т.е. при увеличении количества особей время, затрачиваемое на управление роем, практически не увеличивается.
Созданию больших роев роботов может служить препятствием высокая стоимость этого процесса. Даже с учетом того, что стоимость одного робота Kilobot составляет всего 14 долларов, то развертывание роя из тысяч роботов потребует уже достаточно ощутимого финансирования. Поэтому исследователи, работающие в этом направлении, большую часть работы проводят с помощью компьютерных моделей, но рано или поздно все равно наступает момент, когда требуется проверка идей и решений в реальном мире с реальными роботами.
Группа из Гарварда, Self Organizing Systems Research Group, в ближайшее время планирует увеличить численность имеющегося у них роя роботов Kilobot до 1024. После этого, по мнению исследователей, рой сможет реализовать сложные поведенческие функции, такие как самовосстановление и совместные передвижения.
 -
Это достижение является ключевым шагом к созданию огромных «-стад»- крошечных роботов, которые способны самостоятельно формироваться в более крупные объекты, в том числе и в роботов больших размеров. Кроме этого, изучение поведения «-роев»- роботов позволит ученым понять некоторые тонкости поведения стай рыб, птиц, роев пчел и в организацию таких сложных структур, как нейронные сети.
«-Используя роботов, имеющих колеса, датчики ориентации, одометры и камеры, мы можем гораздо проще и удобней изучать тонкости самоорганизации и группового поведения»- —- рассказывает Майк Рубинштейн (Mike Rubenstein), ученый в области робототехники, возглавляющий научную группу, —- «-Но такой подход является невероятно сложным и дорогим, что не позволит изготовить группы, насчитывающие тысячи роботов одновременно. А если сделать роботов слишком примитивными, то способности роя из таких роботов будут также существенно ограниченными. В этом деле нам всегда приходится искать компромисс»-.
 -
 -
Для создания самого большого роя исследователи использовали ранее спроектированных и изготовленных роботов «-Kilobots»-, размер каждого из которых сопоставим с размером средней монеты. Стоимость всех элементов конструкции робота составляет от 10 до 14 долларов, а процесс сборки одной единицы занимает всего несколько минут. Программирование роботов Kilobots осуществляется при помощи одного контроллера, имеющего излучатель инфракрасного света. И при помощи инфракрасного света роботы могут общаться друг с другом, передавая как команды, так и данные.
Конечно же, рой роботов Kilobots не способен на большие «-подвиги»-. Эти роботы способны лишь самоорганизовываться, выстраиваясь на плоской поверхности в различные фигуры. Согласно закладываемой в роботов программе, четыре робота из роя выступают в качестве опорных точек. Эти роботы постоянно передают окружающим, которые двигаются рядом с ними, свои координаты. И это позволяет каждому из роботов рассчитать точку, в которую ему необходимо переместиться и определить наиболее подходящий для перемещения путь. После этого каждый робот начинает движение, отслеживая свое текущее местоположение и ориентацию относительно ближайших к нему других роботов.
«-У подобных алгоритмов самоопределения и самоорганизации в будущем будет множество областей применения. И самой первой наиболее очевидной областью станут самоуправляемые автомобили-роботы»- —- рассказывает Майк Рубинштейн, —- «-К примеру, когда в одном месте скопится большое количество автомобилей-роботов, только такой алгоритм сможет обеспечить непрерывное движение транспортного потока и позволит избежать столкновений»-.
 -
 -
А, в конечном счете, дальнейшая миниатюризация роботов, являющихся единицами единого роя, может привести к появлению того, что называют термином «-
«-Конечно, до всего вышеперечисленного еще очень и очень далеко»- —- говорит Майк Рубинштейн, —- «-Сначала нам потребуется разработать роботов, которые могут формировать устойчивые и прочные трехмерные структуры. Кроме этого требуется усовершенствование программных алгоритмов и оснащение роботов более мощными вычислительными устройствами. Это необходимо для существенного ускорения работы программ самоорганизации, что позволит роботам самоорганизовываться в режиме реального времени. Сейчас наши роботы способны перемещаться лишь по одному за один раз, а сам процесс самоорганизации занимает несколько часов времени»-.
Более быстрые алгоритмы позволят организовывать рои из гораздо большего количества роботов. Следующим шагом, которые намерены предпринять гарвардские ученые, станет создание роя из 10 тысяч роботов. «-Для этого нам потребуются не только сами роботы, но и гораздо больший стол»- —- в полу-шутку заявил Майк Рубинштейн.
 -
 -
 -
источники
http://www.dailytechinfo.org/robots/6185-uchenye-sozdali-i-zaprogrammirovali-samyy-bolshoy-roy-iz-miniatyurnyh-robotov.html
http://www.dailytechinfo.org/robots/2541-kilobots-roboty-rasschitannye-na-rabotu-roem-v-tysyachi-yekzemplyarov.html
 -
А вот я вам еще напомню про интересных роботов: вот например
« Октябрь 2024 » | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
28 | 29 | 30 | 31 |