Efnisyfirlit[Fela][Sýna]
Þegar mauraþyrpingar hersins eru að leita í skóginum að mat eða vistum, rekast þeir oft á landfræðilegar eyður sem einstakir maurar geta ekki sigrast á.
Þannig að þeir smíða brýr með því að nota sjálfa sig frekar en kvista eða lauf. Án skýran leiðtoga í forsvari, ákveða skordýrin einhvern veginn að tengja líkama sinn saman til að mynda lifandi brú sem gerir sumum maurunum kleift að fara framhjá og komast að hlutnum.
Þetta er kvikgreind, oft þekkt sem kvik gervigreind. Orðasambandið vísar til samræmdrar, dreifðrar sameiginlegrar hegðunar líffræðilegra eða gerviefna sem starfa í sameiningu til að ná markmiðum.
Hunangsbýflugur nota kvikgreind þegar þær senda út „skátabýflugur“ til að finna hugsanlegar nýjar nýlendur. Þegar fuglar flytjast í bústað og mynda hópa til að leita að æti eru þeir hið fullkomna dæmi um það.
Auk þess nota fiskar það til að búa til skóla, sem gefur þeim þúsundir augna í stað tveggja til að passa upp á rándýr. Með öðrum orðum, það er kraftur og greind í tölum.
Fræðigreinin sveimavélmennafræði, sem reynir að byggja upp hópa grunnvélmenna sem vinna saman á sjálfstæðan hátt til að framkvæma verkefni sem eitthvert einstakra vélmenni gæti líklega ekki framkvæmt á eigin spýtur, er hvatt til þessarar sameiginlegu hegðunar dýra.
Swarm vélmenni geta klárað flókin verkefni án þess að vera dýr eða mjög háþróuð.
Þess í stað gæti grunntilskipunum eins og „framfara í átt að ljósgjafa“ verið úthlutað með reikniritum á hvert einstakt vélmenni. Síðan, í gegnum samskipti vélmennanna, getur þróast háþróuð hegðun.
En í öðrum aðstæðum eiga vélmenni erfiðara með að sýna þessa nýju eiginleika.
Þessi grein mun skoða gaumgæfilega vélfærafræði, þar á meðal eiginleika þess, forrit og fleira.
Hvað er Swarm Robotics?
Swarm vélfærafræði er rannsóknin á því hvernig hægt væri að smíða vélmenni í byggingu og hegðun til að tryggja að æskileg sameiginleg hegðun komi fram úr staðbundnum samskiptum vélmennanna og samskiptum vélmennanna og umhverfi þeirra.
Sverma vélfærafræði, til að setja það einfaldlega, er notkun margra vélmenna sem vinna saman að því að leysa vandamál með því að þróa hagstæða mannvirki og hegðun eins og sést í náttúrulegum kerfum eins og kvik af býflugum, fuglum eða fiskum.
Hugmyndir um kvikgreind, eða sameiginleg hegðun dreifðra, sjálfskipulögðra kerfa, eru grunnurinn að hagnýtri fræðigrein sveimavélfærafræði (náttúrulegra eða gervi).
Rannsóknir á kvikgreindum eru undir miklum áhrifum frá líffræðilegum kerfum sem sjást í náttúrunni, svo sem maurabúum, fiskastólum, fuglahópum o.fl.
Þessar tegundir náttúrulegra kvik innihalda einstaklinga með mjög takmarkaða færni og lítinn almennan skilning á starfseminni eða samfélaginu.
Hins vegar hafa vísindamenn sýnt að þessir kvik geta sýnt mjög flókna og greinda hóphegðun með staðbundnum samskiptum við næstu nágranna sína og tilheyrandi upplýsingaflutningi.
Swarm vélfærafræði felur í sér þessa eiginleika og opinberanir. Markmiðið er að búa til vélmenni sem ein og sér hafa afar undirstöðu uppbyggingu og hegðun og eru ófær um að framkvæma nauðsynlega starfsemi.
Þessi einföldu vélmenni eiga hins vegar samskipti og vinna saman sem hópur eða kvik til að framkvæma tilskilið verkefni, sem leiðir til þess að flókin, hagnýt kvikhegðun myndast.
Sverm vélmenni eru nú notuð í bæði hernaðar- og rannsóknarstarfsemi. Þeir gætu brátt verið til staðar í greinum þar á meðal námuvinnslu og landbúnaði.
Hvernig virka Swarm vélmenni?
Swarm vélmenni mæla oft mun minna en venjuleg sjálfstætt vélmenni (þó ekki næstum því eins lítil og nanóbotni).
Til þess að verkefni sé klárað þarf kvik af vélmennum, sem geta verið að stærð frá nokkrum tugum til yfir þúsund, að vinna óaðfinnanlega saman.
Þetta er gert með því að nota tegund stofnunar sem kallast „sveimgreind,“ sem stuðlar að miklum sveigjanleika í kerfi sem samanstendur af mörgum einstaklingum en er þó ekki stjórnað af neinum þeirra.
Þetta er byggt á líffræðilegum meginreglum sem sjást í hjörðum ákveðinna skordýra, dýra, fuglahópa og jafnvel fiskastofna.
Swarm vélmenni reyna í raun að líkja eftir getu þessara skepna til að sýna sameiginlega virkni til að bregðast við ytri örvun og til að klára verkefni.
Mikið offramboð á vélum gerir vélfærasveimi kleift að starfa á svipaðan hátt, sem þýðir að tap á einu eða jafnvel nokkrum vélmennum mun ekki hafa marktæk áhrif á getu kviksins til að virka sem heild.
Vegna þessa er hægt að dreifa kvikvélmennum í miklum mæli við ýmsar aðstæður og dreifa sér á kraftmikinn hátt til að klára verkefni þrátt fyrir áskoranir sem á vegi þeirra eru settar.
Einkenni Swarm Robots
- Vélmennasveimur verður að vera sjálfbjarga og geta greint og bregst við umhverfi sínu.
- Sveimurinn ætti að vera einsleitur; það getur haft nokkra hópa, en það ætti ekki að vera of mikið af þeim.
- Hvert verkefni sem þarf að sinna vélmenni sem eining verður að vera studd af nægilegum fjölda vélmenna.
- Öll vélmennin þurfa aðeins að hafa staðbundna skynjunar- og samskiptagetu við nágranna kvikfélaga sinna. Þetta tryggir að samhæfing kviksins dreifist og að kerfið sé skalanlegt.
- Hvert vélmenni í kvikinu verður að vera óhæft og árangurslaust með tilliti til þess að ná aðalmarkmiði sínu; þannig verða þeir að vinna saman til að ná árangri og auka árangur.
Umsóknir
Við munum vonandi geta leyst nokkur af erfiðustu vandamálunum sem standa frammi fyrir okkur núna þökk sé sveimvélmennum. Þeir geta sótt um sköpunargáfu manna við nánast hvaða aðstæður sem er þökk sé getu þeirra til að stækka og laga sig að hvaða umhverfi sem er.
Til dæmis hefur verið mikið rannsakað það sem hugsanlega stefnu til að styðja við misheppnað vistkerfi í ljósi loftslagsbreytinga og annarra náttúruhamfara.
Swarm vélfærafræði hefur tilhneigingu til að stækka til að framleiða tilbúnar býflugur og skordýr sem gætu frævun uppskeru og aðrar mikilvægar plöntur til að tryggja afkomu þeirra og afstýra hörmulegum hamförum.
Verkefni sem þarf að ljúka á risastórum eða ómótuðum stöðum þar sem engir innviðir eru til sem hægt er að nota til að stjórna vélmennunum, svo sem ekkert aðgengilegt samskiptanet eða alþjóðlegt staðsetningarkerfi, eru annað mögulegt forritasvæði fyrir kvikvélfærafræði.
Vélmennasveimar gætu verið notaðir til þess konar verkefna þar sem þeir geta virkað sjálfstætt án hjálpar innviða eða utanaðkomandi samhæfingar.
Neðansjávar eða geimvera pláneturannsóknir, vöktun, námueyðing og leit og björgun eru nokkur dæmi um störf í óskipulögðu og risastóru umhverfi.
Að auki hefur verið bent á að hægt væri að nota sveimvélfæratækni til að koma nánast algjörlega í stað hefðbundinna herafla.
Í formi sjálfstæðra dróna hafa vélmenni þegar verið mikið notaðar af nokkrum flugherjum um allan heim og bandaríski sjóherinn hefur gert tilraunir með vélfæraflota sem geta brugðist við ógnum samstundis.
Sem betur fer eru til önnur, miklu góðkynja forrit fyrir þessa tækni. Notkun kvikvélmenna til að stjórna neti farartækja á jörðu niðri eða í lofti eða til að byggja upp öflugt könnunarverkefni gæti rutt brautina fyrir sjálfstýrð farartæki.
Niðurstaða
Til að draga saman þá er Swarm Robotics að þróast og vaxa og eiginleikar eins og sjálfræði vélmenna, dreifð stjórnun, getu til ákvarðanatöku hópa, mikið bilanaþol o.s.frv. gera Swarm Robotics vel til þess fallið að leysa hagnýt vandamál.
Framtíðarnotkun kvikvélfærafræði mun fela í sér markvissa afhendingu efnis, nákvæman landbúnað, kvik þrívíddarprentun, eftirlit, varnir, leitar- og björgunaraðgerðir og margt fleira.
Að gera framleiðsluferli kviksins efnahagslega hagkvæmt og þróa áreiðanlega nálgun til að búa til stjórnalgrím fyrir hvern meðlim kviksins eru tvö af lykilvandamálum sem þarf að sigrast á á leiðinni.
Skildu eftir skilaboð