INHOUDSOPGAWE[Versteek][Wys]
Wanneer weermagmierkolonies die woud soek vir kos of voorrade, kom hulle gereeld op geografiese gapings teë wat individuele miere nie kan oorkom nie.
Hulle bou dus brûe deur hulself eerder as takkies of blare te gebruik. Sonder 'n duidelike leier in beheer, besluit die insekte op een of ander manier om hul liggame saam te voeg om 'n lewendige brug te vorm wat sommige van die miere toelaat om verby te gaan en die voorwerp te bereik.
Dit is swerm intelligensie, dikwels bekend as swerm kunsmatige intelligensie. Die frase verwys na die gekoördineerde, gedesentraliseerde kollektiewe gedrag van biologiese of kunsmatige agente wat saam optree om doelwitte te bereik.
Heuningbye gebruik swerm-intelligensie wanneer hulle "verkennerbye" uitstuur om potensiële nuwe kolonies op te spoor. Wanneer voëls na slaapplekke migreer en swerms vorm om kos te soek, is hulle die perfekte voorbeeld daarvan.
Daarbenewens gebruik visse dit om skole te skep, wat hulle duisende oë gee in plaas van net twee om op te let vir roofdiere. Met ander woorde, daar is krag en intelligensie in getalle.
Die dissipline van swermrobotika, wat probeer om groepe basiese robotte te bou wat op 'n outonome manier saamwerk om take uit te voer wat enige een van die individuele robotte waarskynlik nie op sy eie kon verrig nie, word deur hierdie kollektiewe dieregedrag gemotiveer.
Swermrobotte kan ingewikkelde take voltooi sonder om duur of baie gesofistikeerd te wees.
In plaas daarvan kan basiese riglyne soos "vorder na 'n ligbron" deur algoritmes aan elke individuele robot toegeken word. Dan, via die robotte se interaksies, kan gesofistikeerde gedrag ontwikkel.
Maar in ander situasies het robotte 'n moeiliker tyd om hierdie opkomende eienskappe te vertoon.
Hierdie artikel sal swermrobotika noukeurig ondersoek, insluitend die kenmerke, toepassings en meer.
Wat is Swarm Robotics?
Swerm-robotika is die studie van hoe eenvoudig in struktuur en gedrag robotte gebou kan word om te verseker dat 'n gewenste kollektiewe gedrag ontstaan uit plaaslike interaksies tussen die robotte en interaksies tussen die robotte en hul omgewing.
Swermrobotika, om dit eenvoudig te stel, is die gebruik van baie robotte wat saamwerk om probleme op te los deur voordelige strukture en gedrag te ontwikkel soos dié wat in natuurlike stelsels soos swerms bye, voëls of visse gesien word.
Die idees van swerm-intelligensie, of die kollektiewe gedrag van gedesentraliseerde, self-georganiseerde stelsels, is die grondslag van die praktiese dissipline van swerm-robotika (natuurlik of kunsmatig).
Navorsing oor swerm-intelligensie word sterk beïnvloed deur biologiese sisteme wat in die natuur gesien word, soos mierkolonies, visskole, swerms voëls, ens.
Hierdie soort natuurlike swerms bevat individue met baie beperkte vaardighede en min algemene begrip van die aktiwiteit of die gemeenskap.
Navorsers het egter getoon dat hierdie swerms baie ingewikkelde en intelligente groepgedrag kan toon deur plaaslike kontak met hul naaste bure en die gepaardgaande oordrag van inligting.
Swerm-robotika bevat hierdie kenmerke en onthullings. Die doel is om robotte te skep wat op hul eie uiters basiese strukture en gedrag het en nie in staat is om die vereiste aktiwiteit uit te voer nie.
Hierdie eenvoudige robotte kommunikeer en werk egter saam as 'n groep of swerm om die vereiste taak uit te voer, wat lei tot die vorming van ingewikkelde, praktiese swermgedrag.
Swermrobotte word tans in beide militêre en verkennende aktiwiteite gebruik. Hulle kan binnekort teenwoordig wees in sektore insluitend mynbou en landbou.
Hoe werk Swarm-robotte?
Swermrobotte meet dikwels baie minder as standaard outonome robotte (hoewel nie naastenby so klein soos 'n nanobot nie).
Vir 'n taak om voltooi te word, moet 'n swerm robotte, wat in grootte van 'n paar dosyn tot meer as 'n duisend kan wissel, foutloos saamwerk.
Dit word bewerkstellig deur 'n tipe organisasie bekend as "swerm-intelligensie" te gebruik, wat 'n hoë vlak van buigsaamheid bevorder in 'n stelsel wat bestaan uit baie individue wat tog deur nie een van hulle beheer word nie.
Dit is gebaseer op biologiese beginsels wat in troppe sekere insekte, diere, swerms voëls en selfs skole visse waargeneem word.
Swermrobotte poog in wese om die vermoëns van hierdie wesens na te boots om 'n kollektiewe aktiwiteit te vertoon in reaksie op eksterne stimulasie en om 'n taak te voltooi.
'n Hoë graad van masjienoortolligheid laat 'n robotswerm toe om op 'n soortgelyke manier te werk, wat beteken dat die verlies van een of selfs 'n paar robotte nie die swerm se vermoë om as 'n geheel te funksioneer noemenswaardig sal beïnvloed nie.
As gevolg hiervan kan swermrobotte op groot skaal in 'n reeks situasies ontplooi word en hulself dinamies versprei om 'n taak te voltooi ten spyte van die uitdagings wat op hul pad geplaas word.
Kenmerke van swermrobotte
- Die robotswerm moet selfversorgend wees en in staat wees om sy omgewing op te spoor en daarop te reageer.
- Die swerm moet homogeen wees; dit kan verskeie groeperings hê, maar daar behoort nie 'n oormatige hoeveelheid daarvan te wees nie.
- Elke taak wat 'n swerm robotte as 'n eenheid moet doen, moet deur 'n voldoende aantal robotte ondersteun word.
- Daar word van al die robotte verwag om slegs plaaslike waarnemings- en kommunikasievermoëns met hul swermvennote se bure te hê. Dit verseker dat die swerm se koördinasie versprei word en dat die stelsel skaalbaar is.
- Elke robot in die swerm moet onbevoeg en ondoeltreffend wees ten opsigte van die bereiking van sy primêre doel; dus moet hulle saamwerk om suksesvol te wees en prestasie te verhoog.
aansoeke
Ons sal hopelik in staat wees om sommige van die mees uitdagende kwessies wat ons tans in die gesig staar, op te los danksy swermrobotte. Hulle kan aansoek doen menslike kreatiwiteit tot byna enige omstandighede danksy hul vermoë om te skaal en by enige omgewing aan te pas.
Daar is byvoorbeeld baie navorsing daaroor gedoen as 'n potensiële strategie om mislukte ekosisteme te ondersteun in die lig van klimaatsverandering en ander natuurrampe.
Swermrobotika het die potensiaal om opgeskaal te word om sintetiese bye en insekte te produseer wat gewasse en ander belangrike plante kan bestuif om hul voortbestaan te verseker en 'n katastrofiese katastrofe te voorkom.
Take wat voltooi moet word op groot of ongestruktureerde plekke waar daar geen infrastruktuur is wat gebruik kan word om die robotte te bestuur nie, soos geen toeganklike kommunikasienetwerk of globale lokaliseringstelsel nie, is nog 'n moontlike toepassingsdomein vir swermrobotika.
Robotswerms kan vir hierdie soort take gebruik word, aangesien hulle onafhanklik kan funksioneer sonder die hulp van enige infrastruktuur of buite-koördinering.
Onderwater of buiteaardse planetêre eksplorasie, monitering, ontmyning en soek en redding is 'n paar voorbeelde van werk in ongestruktureerde en groot omgewings.
Daarbenewens is voorgestel dat swermrobotika-tegnieke gebruik kan word om byna heeltemal konvensionele kragte te vervang.
In die vorm van outonome hommeltuie is robotte reeds wyd deur verskeie lugmagte regoor die wêreld gebruik, en die Amerikaanse vloot het geëksperimenteer met robotvlote wat onmiddellik op bedreigings kan reageer.
Gelukkig is daar ander, baie meer gunstige toepassings vir hierdie tegnologie. Die aanwending van swermrobotte om 'n netwerk van grond- of lugvoertuie te bestuur of om 'n robuuste verkenningsmissie te bou, kan die weg baan vir outonome voertuie.
Gevolgtrekking
Om op te som, Swarm Robotics ontwikkel en groei, en kenmerke soos robot-outonomie, gedesentraliseerde beheer, die kapasiteit vir groepbesluitneming, hoë fouttoleransie, ens. maak Swarm Robotics goed geskik om praktiese kwessies op te los.
Toekomstige gebruike vir swermrobotika sal doelgerigte materiaallewering, presiese boerdery, swerm-3D-drukwerk, toesig, verdediging, soek- en reddingsoperasies en vele meer insluit.
Om die swerm se vervaardigingsproses ekonomies lewensvatbaar te maak en 'n betroubare benadering te ontwikkel vir die konstruksie van die beheeralgoritme vir elke lid van die swerm is twee van die sleutelprobleme wat langs die pad oorkom moet word.
Lewer Kommentaar