Kada vojne kolonije mrava pretražuju šumu u potrazi za hranom ili zalihama, često nailaze na geografske praznine koje pojedinačni mravi ne mogu prevladati.
Dakle, oni grade mostove koristeći sebe, a ne grančice ili lišće. Bez jasnog vođe, insekti nekako odlučuju spojiti svoja tijela kako bi formirali živi most koji omogućava nekim mravima da prođu i stignu do objekta.
Ovo je inteligencija roja, često poznata kao roj vještačka inteligencija. Izraz se odnosi na koordinisano, decentralizirano kolektivno ponašanje bioloških ili umjetnih agenasa koji djeluju zajedno kako bi postigli ciljeve.
Pčele medarice koriste inteligenciju rojeva kada šalju "pčele izviđače" da lociraju potencijalne nove kolonije. Kada ptice sele u skloništa i formiraju jata u potrazi za hranom, one su savršen primjer za to.
Osim toga, ribe ga koriste za stvaranje jata, što im daje hiljade očiju umjesto samo dva da paze na grabežljivce. Drugim riječima, u brojevima je moć i inteligencija.
Disciplina rojeve robotike, koja pokušava izgraditi grupe osnovnih robota koji rade zajedno na autonoman način kako bi izvršili zadatke koje nijedan od pojedinačnih robota vjerojatno ne bi mogao sam postići, motivirana je tim kolektivnim ponašanjem životinja.
Rojevi roboti mogu obavljati složene zadatke bez skupih ili vrlo sofisticiranih.
Umjesto toga, osnovne direktive poput "napredovanja prema izvoru svjetlosti" mogu biti dodijeljene algoritmima svakom pojedinačnom robotu. Zatim, kroz interakcije robota, mogu se razviti sofisticirana ponašanja.
Ali u drugim situacijama, robotima je teže pokazati ove pojavne karakteristike.
Ovaj članak će detaljno ispitati robotiku roja, uključujući njene karakteristike, primjene i još mnogo toga.
Šta je Swarm Robotics?
Robotika roja je studija o tome kako se roboti jednostavno u strukturi i ponašanju mogu izgraditi kako bi se osiguralo da poželjno kolektivno ponašanje proizlazi iz lokalnih interakcija između robota i interakcije između robota i njihovog okruženja.
Roj robotika, pojednostavljeno rečeno, je upotreba mnogih robota koji rade zajedno na rješavanju problema razvojem povoljnih struktura i ponašanja poput onih koje se viđaju u prirodnim sistemima kao što su rojevi pčela, ptica ili riba.
Ideje inteligencije rojeva, ili kolektivnog ponašanja decentralizovanih, samoorganizovanih sistema, temelj su praktične discipline rojeve robotike (prirodne ili veštačke).
Istraživanje inteligencije rojeva pod velikim je uticajem bioloških sistema koji se vide u prirodi, kao što su kolonije mrava, jata riba, jata ptica itd.
Ove vrste prirodnih rojeva sadrže pojedince s vrlo ograničenim vještinama i malo općeg razumijevanja aktivnosti ili zajednice.
Međutim, istraživači su pokazali da ovi rojevi mogu pokazati vrlo zamršeno i inteligentno grupno ponašanje kroz lokalni kontakt sa svojim najbližim susjedima i povezani prijenos informacija.
Robotika roja uključuje ove karakteristike i otkrića. Cilj je stvoriti robote koji sami po sebi imaju izuzetno osnovnu strukturu i ponašanje i nesposobni su za obavljanje tražene aktivnosti.
Ovi jednostavni roboti, međutim, komuniciraju i rade zajedno kao grupa ili roj kako bi izvršili traženi zadatak, što rezultira formiranjem komplikovanog, praktičnog ponašanja roja.
Rojevi roboti se trenutno koriste u vojnim i istraživačkim aktivnostima. Oni bi uskoro mogli biti prisutni u sektorima uključujući rudarstvo i poljoprivredu.
Kako funkcioniraju roboti Swarm?
Rojevi roboti često mjere mnogo manje od standardnih autonomnih robota (iako nisu ni približno tako mali kao nanobot).
Da bi zadatak bio dovršen, roj robota, čija veličina može biti od nekoliko desetina do preko hiljadu, mora besprijekorno raditi zajedno.
Ovo se postiže korištenjem vrste organizacije poznate kao "inteligencija roja", koja promoviše visok nivo fleksibilnosti u sistemu koji se sastoji od mnogih pojedinaca, ali nije pod kontrolom nijednog od njih.
To se zasniva na biološkim principima koji se primjećuju u krdima određenih insekata, životinja, jatima ptica, pa čak i jatama riba.
Rojevi roboti u suštini pokušavaju oponašati sposobnosti ovih stvorenja da pokažu kolektivnu aktivnost kao odgovor na vanjsku stimulaciju i kako bi dovršili zadatak.
Visok stepen redundancije mašine omogućava robotskom roju da radi na sličan način, što znači da gubitak jednog ili čak nekoliko robota neće značajno uticati na sposobnost roja da funkcioniše kao celina.
Zbog toga, rojevi roboti su u mogućnosti da se ekstenzivno koriste u nizu situacija i dinamički se distribuiraju kako bi izvršili zadatak uprkos izazovima koji im se stavljaju na put.
Karakteristike rojeva robota
- Roj robota mora biti samodovoljan i sposoban da detektuje i reaguje na svoju okolinu.
- Roj treba da bude homogen; može imati nekoliko grupa, ali ih ne bi trebalo biti previše.
- Svaki zadatak koji roj robota treba da obavi kao jedinica mora biti podržan od dovoljnog broja robota.
- Svi roboti moraju imati samo lokalne senzorske i komunikacijske sposobnosti sa susjedima svojih partnera u roju. Ovo osigurava da je koordinacija roja raširena i da je sistem skalabilan.
- Svaki robot u roju mora biti nesposoban i neefikasan u postizanju svog primarnog cilja; stoga moraju raditi zajedno kako bi bili uspješni i povećali učinak.
Aplikacije
Nadamo se da ćemo uspjeti riješiti neke od najizazovnijih problema s kojima se trenutno suočavamo zahvaljujući rojevim robotima. Mogu se prijaviti ljudska kreativnost u gotovo svim okolnostima zahvaljujući njihovoj sposobnosti da se skaliraju i prilagode svakom okruženju.
Na primjer, bilo je mnogo istraživanja o tome kao o potencijalnoj strategiji za podršku propalim ekosistemima suočenim s klimatskim promjenama i drugim prirodnim katastrofama.
Robotika roja ima potencijal da se poveća kako bi proizvela sintetičke pčele i insekte koji bi mogli oprašiti usjeve i druge važne biljke kako bi osigurali njihov opstanak i spriječili katastrofalnu katastrofu.
Zadaci koje je potrebno obaviti na ogromnim ili nestrukturiranim lokacijama gdje ne postoji infrastruktura koja se može koristiti za upravljanje robotima, kao što je nedostupna komunikaciona mreža ili globalni sistem za lokalizaciju, još su jedna moguća domena primjene rojeve robotike.
Rojevi robota mogu se koristiti za ove vrste zadataka jer mogu funkcionirati neovisno bez pomoći bilo kakve infrastrukture ili vanjske koordinacije.
Podvodno ili vanzemaljsko istraživanje planeta, praćenje, deminiranje i potraga i spašavanje samo su nekoliko primjera poslova u nestrukturiranim i ogromnim okruženjima.
Osim toga, sugerirano je da bi se tehnike rojeve robotike mogle koristiti za gotovo u potpunosti zamijeniti konvencionalne snage.
U obliku autonomnih dronova, robote je već naširoko koristilo nekoliko zračnih snaga širom svijeta, a američka mornarica eksperimentirala je s robotskim flotama koje mogu odmah reagirati na prijetnje.
Na sreću, postoje i druge, mnogo benignije aplikacije za ovu tehnologiju. Zapošljavanje rojeva robota za upravljanje mrežom zemaljskih ili vazdušnih vozila ili za izgradnju robusne istraživačke misije moglo bi utrti put autonomnim vozilima.
zaključak
Ukratko, Swarm Robotics se razvija i raste, a karakteristike kao što su autonomija robota, decentralizirana kontrola, kapacitet grupnog donošenja odluka, visoka tolerancija grešaka, itd. čine Swarm Robotics dobrom za rješavanje praktičnih problema.
Buduća upotreba rojeve robotike će uključivati ciljanu isporuku materijala, preciznu poljoprivredu, 3D štampanje roja, nadzor, odbranu, operacije potrage i spašavanja i još mnogo toga.
Učiniti proces proizvodnje roja ekonomski održivim i razviti pouzdan pristup za konstruisanje algoritma upravljanja za svakog člana roja dva su ključna problema koja se moraju prevazići na tom putu.
Ostavite odgovor