Երբ բանակային մրջյունների գաղութները փնտրում են անտառը սննդի կամ պաշարների համար, նրանք հաճախ հանդիպում են աշխարհագրական բացերի, որոնք առանձին մրջյուններ չեն կարողանում հաղթահարել:
Այսպիսով, նրանք կամուրջներ են կառուցում՝ օգտագործելով իրենց, այլ ոչ թե ոստերով կամ տերևներով: Առանց հստակ ղեկավարի, միջատները ինչ-որ կերպ որոշում են միացնել իրենց մարմինները՝ ձևավորելով կենդանի կամուրջ, որը թույլ է տալիս մրջյուններից ոմանց անցնել և հասնել օբյեկտ:
Սա պարսային ինտելեկտ է, որը հաճախ հայտնի է որպես երամ արհեստական բանականություն. Արտահայտությունը վերաբերում է կենսաբանական կամ արհեստական գործակալների համակարգված, ապակենտրոնացված կոլեկտիվ վարքագծին, որոնք գործում են նպատակներին հասնելու համար:
Մեղր մեղուները օգտագործում են երամային ինտելեկտը, երբ ուղարկում են «հետախույզ մեղուներ»՝ գտնելու հնարավոր նոր գաղութները: Երբ թռչունները գաղթում են գոմեր և երամներ են կազմում սնունդ փնտրելու համար, նրանք դրա կատարյալ օրինակն են:
Բացի այդ, ձկներն այն օգտագործում են դպրոցներ ստեղծելու համար, ինչը նրանց տալիս է հազարավոր աչք՝ երկուսի փոխարեն՝ գիշատիչներից զգուշանալու համար: Այսինքն՝ թվերի մեջ կա ուժ ու խելք։
Խմբի ռոբոտաշինության կարգապահությունը, որը փորձում է ստեղծել հիմնական ռոբոտների խմբեր, որոնք միասին աշխատում են ինքնավար ձևով, որպեսզի կատարեն առաջադրանքներ, որոնք, հավանաբար, առանձին ռոբոտներից որևէ մեկը չի կարող ինքնուրույն կատարել, դրդված է կենդանիների այս կոլեկտիվ վարքագծով:
Swarm ռոբոտները կարող են կատարել բարդ առաջադրանքներ՝ առանց ծախսատար կամ շատ բարդ լինելու:
Փոխարենը, հիմնական հրահանգները, ինչպիսիք են «առաջընթաց դեպի լույսի աղբյուր», կարող են ալգորիթմներով վերագրվել յուրաքանչյուր առանձին ռոբոտին: Այնուհետև, ռոբոտների փոխազդեցության միջոցով, կարող են զարգանալ բարդ վարքագիծ:
Սակայն այլ իրավիճակներում ռոբոտներն ավելի դժվար են ցուցադրում այս առաջացող բնութագրերը:
Այս հոդվածը մանրակրկիտ կուսումնասիրի երամային ռոբոտաշինությունը, ներառյալ դրա բնութագրերը, կիրառությունները և այլն:
Ի՞նչ է Swarm Robotics-ը:
Swarm robotics-ը ուսումնասիրում է, թե որքան պարզ կառուցվածքով և վարքագծով ռոբոտները կարող են կառուցվել, որպեսզի երաշխավորվի, որ ցանկալի կոլեկտիվ վարքագիծը առաջանա ռոբոտների միջև տեղական փոխազդեցություններից և ռոբոտների և նրանց միջավայրի փոխազդեցությունից:
Swarm robotics-ը, պարզ ասած, շատ ռոբոտների օգտագործումն է, որոնք միասին աշխատում են խնդիրները լուծելու համար՝ զարգացնելով այնպիսի շահավետ կառուցվածքներ և վարքագիծ, ինչպիսին բնական համակարգերում են, ինչպիսիք են մեղուների, թռչունների կամ ձկների պարսերը:
Խմբի ինտելեկտի գաղափարները կամ ապակենտրոնացված, ինքնակազմակերպված համակարգերի կոլեկտիվ վարքագիծը երամային ռոբոտաշինության գործնական կարգապահության հիմքն են (բնական կամ արհեստական):
Երամի ինտելեկտի վերաբերյալ հետազոտությունները մեծապես ազդում են բնության մեջ տեսանելի կենսաբանական համակարգերի վրա, ինչպիսիք են մրջյունների գաղութները, ձկների դպրոցները, թռչունների երամները և այլն:
Այս տեսակի բնական երամակները պարունակում են շատ սահմանափակ հմտություններով և գործունեության կամ համայնքի մասին քիչ ընդհանուր պատկերացում ունեցող անհատներ:
Այնուամենայնիվ, հետազոտողները ցույց են տվել, որ այս պարսերը կարող են դրսևորել շատ բարդ և խելացի խմբային վարք՝ իրենց մոտակա հարևանների հետ տեղական շփման և դրա հետ կապված տեղեկատվության փոխանցման միջոցով:
Swarm robotics-ը ներառում է այս բնութագրերն ու բացահայտումները: Նպատակը ռոբոտների ստեղծումն է, որոնք ինքնուրույն ունեն չափազանց տարրական կառուցվածք և վարքագիծ և անկարող են իրականացնելու պահանջվող գործունեությունը:
Այս պարզ ռոբոտները, այնուամենայնիվ, շփվում և աշխատում են միասին որպես խումբ կամ պարս՝ կատարելու պահանջվող առաջադրանքը, ինչը հանգեցնում է երամի բարդ, գործնական վարքագծի ձևավորմանը:
Swarm ռոբոտները ներկայումս օգտագործվում են ինչպես ռազմական, այնպես էլ հետախուզական գործունեության մեջ: Նրանք շուտով կարող են հայտնվել ոլորտներում, այդ թվում՝ հանքարդյունաբերության և գյուղատնտեսության ոլորտներում:
Ինչպե՞ս են աշխատում Swarm ռոբոտները:
Swarm ռոբոտները հաճախ չափում են շատ ավելի քիչ, քան ստանդարտ ինքնավար ռոբոտները (թեև ոչ այնքան փոքր, որքան նանոբոտը):
Որպեսզի առաջադրանքն ավարտվի, ռոբոտների մի խումբ, որոնց չափերը կարող են տատանվել մի քանի տասնյակից մինչև հազարից ավելի, պետք է միասին աշխատեն անթերի:
Սա իրականացվում է օգտագործելով մի տեսակի կազմակերպություն, որը հայտնի է որպես «երամիկ ինտելեկտ», որը նպաստում է ճկունության բարձր մակարդակին մի համակարգում, որը կազմված է բազմաթիվ անհատներից, սակայն նրանցից ոչ մեկի կողմից չի վերահսկվում:
Սա հիմնված է կենսաբանական սկզբունքների վրա, որոնք նկատվում են որոշ միջատների, կենդանիների, թռչունների երամների և նույնիսկ ձկների երամակների մեջ։
Swarm ռոբոտները, ըստ էության, փորձում են ընդօրինակել այս արարածների կարողությունները՝ դրսևորելու հավաքական գործունեություն՝ ի պատասխան արտաքին խթանման և առաջադրանքն ավարտելու համար:
Մեքենայի ավելորդության բարձր աստիճանը թույլ է տալիս ռոբոտային երամակին գործել նույն ձևով, ինչը նշանակում է, որ մեկ կամ նույնիսկ մի քանի ռոբոտների կորուստը էականորեն չի ազդի երամի՝ որպես ամբողջություն գործելու ունակության վրա:
Այդ պատճառով, երամակ ռոբոտները կարող են լայնորեն տեղակայվել մի շարք իրավիճակներում և դինամիկ կերպով բաշխվել իրենց՝ առաջադրանքն ավարտելու համար՝ չնայած իրենց ճանապարհին դրված մարտահրավերներին:
Swarm ռոբոտների բնութագրերը
- Ռոբոտի երամակը պետք է ինքնաբավ լինի և ի վիճակի լինի հայտնաբերելու և արձագանքելու իր շրջապատին:
- Երսը պետք է միատարր լինի; այն կարող է ունենալ մի քանի խմբավորումներ, բայց դրանք չպետք է չափազանց շատ լինեն:
- Յուրաքանչյուր առաջադրանք, որը պետք է կատարի ռոբոտների մի խումբ որպես միավոր, պետք է ապահովվի բավարար թվով ռոբոտների կողմից:
- Բոլոր ռոբոտներից պահանջվում է ունենալ միայն տեղական զգայական և հաղորդակցման հնարավորություններ իրենց եռամի գործընկերների հարևանների հետ: Սա հավաստիացնում է, որ երամի կոորդինացումը տարածված է, և որ համակարգը մասշտաբային է:
- Խմբի յուրաքանչյուր ռոբոտ պետք է լինի ոչ կոմպետենտ և անարդյունավետ իր առաջնային նպատակին հասնելու համար. Այսպիսով, նրանք պետք է միասին աշխատեն հաջողության հասնելու և կատարողականը բարձրացնելու համար:
Ծրագրեր
Հուսով ենք, որ մենք կկարողանանք լուծել մեր առջև ծառացած ամենադժվար խնդիրներից մի քանիսը, շնորհիվ երամ ռոբոտների: Նրանք կարող են դիմել մարդկային ստեղծագործականություն գրեթե ցանկացած հանգամանքի շնորհիվ իրենց կարողության՝ մասշտաբավորելու և ցանկացած միջավայրին հարմարվելու:
Օրինակ, դրա վերաբերյալ բազմաթիվ հետազոտություններ են կատարվել՝ որպես պոտենցիալ ռազմավարություն՝ աջակցելու ձախողված էկոհամակարգերին կլիմայի փոփոխության և այլ բնական աղետների պայմաններում:
Swarm-ի ռոբոտաշինությունը մեծացնելու ներուժ ունի՝ արտադրելու սինթետիկ մեղուներ և միջատներ, որոնք կարող են փոշոտել մշակաբույսերը և այլ կարևոր բույսեր՝ ապահովելու նրանց գոյատևումը և կանխելու աղետալի աղետը:
Առաջադրանքները, որոնք պետք է կատարվեն հսկայական կամ չկառուցված վայրերում, որտեղ չկա ենթակառուցվածք, որը կարող է օգտագործվել ռոբոտները կառավարելու համար, օրինակ՝ կապի հասանելի ցանց կամ գլոբալ տեղայնացման համակարգ, այլ հնարավոր կիրառական տիրույթ են երամակ ռոբոտաշինության համար:
Ռոբոտների խմբերը կարող են օգտագործվել այս տեսակի առաջադրանքների համար, քանի որ դրանք կարող են գործել ինքնուրույն՝ առանց որևէ ենթակառուցվածքի կամ արտաքին համակարգման օգնության:
Ստորջրյա կամ այլմոլորակային մոլորակների հետախուզումը, մոնիտորինգը, ականազերծումը և որոնումն ու փրկությունը չկառուցված և հսկայական միջավայրերում աշխատանքի մի քանի օրինակ են:
Բացի այդ, առաջարկվել է, որ երամակ ռոբոտաշինության տեխնիկան կարող է օգտագործվել գրեթե ամբողջությամբ փոխարինելու սովորական ուժերին:
Ինքնավար անօդաչու թռչող սարքերի տեսքով ռոբոտներն արդեն լայնորեն օգտագործվել են մի քանի օդային ուժերի կողմից ամբողջ աշխարհում, և ԱՄՆ նավատորմը փորձարկել է ռոբոտային նավատորմերը, որոնք կարող են ակնթարթորեն արձագանքել սպառնալիքներին:
Բարեբախտաբար, կան այլ, շատ ավելի բարենպաստ կիրառություններ այս տեխնոլոգիայի համար: Երազ ռոբոտների օգտագործումը ցամաքային կամ օդային տրանսպորտային միջոցների ցանցը կառավարելու կամ ուժեղ հետախուզական առաքելություն կառուցելու համար կարող է ճանապարհ հարթել ինքնավար մեքենաների համար:
Եզրափակում
Ամփոփելով, Swarm Robotics-ը զարգանում և աճում է, և այնպիսի առանձնահատկություններ, ինչպիսիք են ռոբոտի ինքնավարությունը, ապակենտրոնացված կառավարումը, խմբային որոշումներ կայացնելու կարողությունը, սխալների բարձր հանդուրժողականությունը և այլն, Swarm Robotics-ը հարմար են գործնական խնդիրների լուծման համար:
Խմբի ռոբոտաշինության ապագա կիրառությունները կներառեն նպատակային նյութերի առաքում, ճշգրիտ գյուղատնտեսություն, եռաչափ տպագրություն, հսկողություն, պաշտպանություն, որոնողական և փրկարարական գործողություններ և շատ ավելին:
Երամի արտադրական գործընթացը տնտեսապես կենսունակ դարձնելը և երամի յուրաքանչյուր անդամի համար կառավարման ալգորիթմի կառուցման հուսալի մոտեցման մշակումը հիմնական խնդիրներից երկուսն են, որոնք պետք է հաղթահարվեն ճանապարհին:
Թողնել գրառում