차례[숨다][보여 주다]
군개미 집단이 식량이나 보급품을 찾기 위해 숲을 탐색할 때 개미 한 마리가 극복할 수 없는 지리적 격차를 자주 접하게 됩니다.
그래서 나뭇가지나 잎사귀가 아닌 스스로 다리를 만든다. 책임을 지는 명확한 지도자 없이, 곤충들은 어떻게든 그들의 몸을 결합하여 살아있는 다리를 형성하기로 결정하여 일부 개미가 통과하여 물체에 도달할 수 있게 합니다.
이것은 종종 '군집 지능'으로 알려져 있습니다. 무리 인공 지능. 이 문구는 목표를 달성하기 위해 협력하여 행동하는 생물학적 또는 인공적 에이전트의 조정되고 분산된 집단 행동을 나타냅니다.
꿀벌은 잠재적인 새로운 식민지를 찾기 위해 "정찰벌"을 보낼 때 무리 지능을 사용합니다. 새들이 보금자리로 이동하여 먹이를 찾기 위해 무리를 짓는 것이 완벽한 예입니다.
또한 물고기는 포식자를 조심하기 위해 두 개 대신 수천 개의 눈을 제공하는 학교를 만드는 데 사용합니다. 즉, 숫자에 힘과 지능이 있습니다.
개별 로봇 중 하나가 스스로 수행할 수 없는 작업을 자율적으로 함께 수행하는 기본 로봇 그룹을 구축하려는 무리 로봇 공학 분야는 이러한 집단적 동물 행동에 동기를 부여합니다.
Swarm 로봇은 비용이 많이 들거나 매우 정교하지 않고 복잡한 작업을 완료할 수 있습니다.
대신 "광원을 향한 전진"과 같은 기본 지시가 알고리즘에 의해 각 개별 로봇에 할당될 수 있습니다. 그런 다음 로봇의 상호 작용을 통해 정교한 행동이 개발될 수 있습니다.
그러나 다른 상황에서는 로봇이 이러한 새로운 특성을 나타내기가 더 어렵습니다.
이 기사에서는 특성, 응용 프로그램 등을 포함하여 군집 로봇 공학을 면밀히 조사합니다.
스웜 로보틱스란?
Swarm 로봇 공학은 로봇 간의 로컬 상호 작용 및 로봇과 환경 간의 상호 작용에서 바람직한 집단 행동이 나타나도록 구조 및 행동 로봇을 구축할 수 있는 방법에 대한 연구입니다.
간단히 말해서 무리 로봇 공학은 꿀벌, 새 또는 물고기 떼와 같은 자연 시스템에서 볼 수 있는 것과 같은 유리한 구조와 행동을 개발하여 문제를 해결하기 위해 많은 로봇이 함께 작동하는 것을 사용합니다.
군집 지능의 아이디어 또는 분산된 자체 조직 시스템의 집합적 행동은 군집 로봇 공학(자연 또는 인공)의 실제 분야의 기초입니다.
무리 지능에 대한 연구는 개미 서식지, 어군, 새 떼 등과 같이 자연에서 볼 수 있는 생물학적 시스템의 영향을 많이 받습니다.
이러한 종류의 자연 떼에는 기술이 매우 제한적이고 활동이나 커뮤니티에 대한 일반적인 이해가 거의 없는 개인이 포함됩니다.
그러나 연구원들은 이러한 떼가 가장 가까운 이웃과의 국지적 접촉 및 관련 정보 전송을 통해 매우 복잡하고 지능적인 그룹 행동을 나타낼 수 있음을 보여주었습니다.
Swarm 로봇은 이러한 특성과 계시를 통합합니다. 목표는 스스로 매우 기본적인 구조와 행동을 갖고 필요한 활동을 수행할 수 없는 로봇을 만드는 것입니다.
그러나 이러한 간단한 로봇은 필요한 작업을 수행하기 위해 그룹 또는 무리처럼 의사 소통하고 함께 작동하므로 복잡하고 실용적인 무리 행동이 형성됩니다.
군단 로봇은 현재 군사 및 탐사 활동에 활용되고 있습니다. 그들은 곧 광업과 농업을 포함한 분야에 나타날 것입니다.
Swarm 로봇은 어떻게 작동합니까?
Swarm 로봇은 종종 표준 자율 로봇보다 훨씬 적게 측정합니다(나노봇만큼 작지는 않지만).
작업을 완료하려면 수십 개에서 수천 개에 이르는 다양한 로봇 떼가 완벽하게 협력해야 합니다.
이것은 "군집 인텔리전스"로 알려진 조직 유형을 사용하여 수행되며, 이는 많은 개인으로 구성되지만 그들 중 누구도 통제하지 않는 시스템에서 높은 수준의 유연성을 촉진합니다.
이것은 특정 곤충, 동물, 새 떼, 심지어 물고기 떼에서 관찰되는 생물학적 원리를 기반으로 합니다.
Swarm 로봇은 본질적으로 외부 자극에 대한 응답으로 집단 활동을 표시하고 작업을 완료하기 위해 이러한 생물의 능력을 모방하려고 시도합니다.
높은 수준의 기계 중복성은 로봇 떼가 유사한 방식으로 작동할 수 있도록 하며, 이는 하나 또는 몇 대의 로봇이 손실되어도 떼가 전체적으로 기능하는 능력에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미합니다.
이 때문에 Swarm 로봇은 다양한 상황에 광범위하게 배치되고 경로에 놓인 과제에도 불구하고 작업을 완료하기 위해 스스로를 동적으로 배포할 수 있습니다.
군단 로봇의 특성
- 로봇 떼는 자급자족해야 하며 주변 환경을 감지하고 대응할 수 있어야 합니다.
- 무리는 균질해야 합니다. 여러 그룹이 있을 수 있지만 너무 많아서는 안 됩니다.
- 로봇 떼가 하나의 단위로 수행해야 하는 각 작업은 충분한 수의 로봇이 지원해야 합니다.
- 모든 로봇은 떼 파트너의 이웃과 로컬 감지 및 통신 기능만 있으면 됩니다. 이것은 무리의 조정이 확산되고 시스템이 확장 가능함을 보장합니다.
- 무리의 각 로봇은 기본 목표를 달성하는 데 있어 무능하고 비효율적이어야 합니다. 따라서 성공하고 성과를 높이려면 함께 일해야 합니다.
어플리케이션
Swarm Robot 덕분에 지금 우리가 직면한 가장 어려운 문제를 해결할 수 있기를 바랍니다. 그들은 신청할 수 있습니다 인간의 창의성 모든 환경에 적응하고 확장할 수 있는 능력 덕분에 거의 모든 상황에 대처할 수 있습니다.
예를 들어, 기후 변화 및 기타 자연 재해에 직면하여 실패한 생태계를 지원하기 위한 잠재적 전략으로 많은 연구가 있었습니다.
Swarm 로봇 공학은 생존을 보장하고 재앙적인 재앙을 피하기 위해 작물 및 기타 중요한 식물에 수분을 공급할 수 있는 합성 꿀벌과 곤충을 생산하도록 확장될 가능성이 있습니다.
접근 가능한 통신 네트워크나 글로벌 로컬라이제이션 시스템과 같이 로봇을 관리하는 데 사용할 수 있는 인프라가 없는 거대하거나 구조화되지 않은 위치에서 완료해야 하는 작업은 군집 로봇 공학의 또 다른 가능한 응용 분야입니다.
로봇 떼는 인프라나 외부 조정의 도움 없이 독립적으로 기능할 수 있기 때문에 이러한 종류의 작업에 사용될 수 있습니다.
수중 또는 외계 행성 탐사, 모니터링, 지뢰 제거, 수색 및 구조는 구조화되지 않은 거대한 환경에서 수행되는 작업의 몇 가지 예입니다.
또한, 군집 로봇 공학 기술이 기존의 힘을 거의 완전히 대체하는 데 사용될 수 있다고 제안되었습니다.
자율 드론의 형태로 로봇은 이미 전 세계 여러 공군에서 널리 사용되고 있으며, 미 해군은 위협에 즉각적으로 대응할 수 있는 로봇 함대를 실험했습니다.
다행스럽게도 이 기술에 대한 훨씬 더 온건한 다른 응용 프로그램이 있습니다. 지상 또는 공중 차량 네트워크를 관리하거나 강력한 탐사 임무를 수행하기 위해 군집 로봇을 사용하면 자율 주행 차량의 길을 열 수 있습니다.
결론
요약하자면, Swarm Robotics는 개발 및 성장 중이며 로봇 자율성, 분산 제어, 그룹 의사 결정 능력, 높은 내결함성 등과 같은 기능으로 인해 Swarm Robotics는 실용적인 문제를 해결하는 데 적합합니다.
떼 로봇 공학의 미래 용도에는 표적 자재 전달, 정밀 농업, 떼 3D 프린팅, 감시, 방어, 수색 및 구조 작업 등이 포함될 것입니다.
떼의 제조 프로세스를 경제적으로 실행 가능하게 만들고 떼의 각 구성원에 대한 제어 알고리즘을 구성하기 위한 신뢰할 수 있는 접근 방식을 개발하는 것은 그 과정에서 극복해야 하는 두 가지 주요 문제입니다.
댓글을 남겨주세요.