Kad armijas skudru kolonijas mežā meklē pārtiku vai krājumus, tās bieži saskaras ar ģeogrāfiskām plaisām, kuras atsevišķas skudras nevar pārvarēt.
Tāpēc viņi būvē tiltus, izmantojot paši, nevis zarus vai lapas. Ja nav skaidra vadošā vadītāja, kukaiņi kaut kādā veidā nolemj savienot savus ķermeņus, lai izveidotu dzīvu tiltu, kas ļauj dažām skudrām iet garām un sasniegt objektu.
Tas ir bara intelekts, ko bieži sauc par bars mākslīgais intelekts. Frāze attiecas uz koordinētu, decentralizētu bioloģisko vai mākslīgo aģentu kolektīvo uzvedību, kas darbojas saskaņoti, lai sasniegtu mērķus.
Medus bites izmanto spieta izlūkošanas informāciju, kad tās izsūta “skautas bites”, lai atrastu potenciālās jaunas kolonijas. Kad putni migrē uz nakšņošanas vietām un veido ganāmpulkus, lai meklētu barību, tie ir lielisks piemērs tam.
Turklāt zivis to izmanto, lai izveidotu barus, kas tām dod tūkstošiem acu, nevis tikai divas, lai uzmanītos no plēsējiem. Citiem vārdiem sakot, skaitļos ir spēks un inteliģence.
Bara robotikas disciplīna, kas mēģina izveidot pamata robotu grupas, kas darbojas kopā autonomā veidā, lai izpildītu uzdevumus, kurus neviens no atsevišķiem robotiem, iespējams, nevarētu paveikt viens pats, ir motivēta ar šo dzīvnieku kolektīvo uzvedību.
Swarm roboti var veikt sarežģītus uzdevumus bez dārgiem vai ļoti sarežģītiem.
Tā vietā katram atsevišķam robotam ar algoritmiem var piešķirt tādas pamatdirektīvas kā “virzīšanās virzienā uz gaismas avotu”. Tad robotu mijiedarbības rezultātā var attīstīties sarežģīta uzvedība.
Bet citās situācijās robotiem ir grūtāk parādīt šīs jaunās īpašības.
Šajā rakstā tiks rūpīgi aplūkota spietu robotika, tostarp tās īpašības, lietojumi un daudz kas cits.
Kas ir Swarm Robotics?
Swarm robotika ir pētījums par to, cik vienkāršas struktūras un uzvedības roboti var tikt izveidoti, lai nodrošinātu, ka vēlama kolektīva uzvedība rodas no vietējās mijiedarbības starp robotiem un mijiedarbības starp robotiem un viņu vidi.
Vienkāršoti izsakoties, spietu robotika ir daudzu robotu izmantošana, kas strādā kopā, lai atrisinātu problēmas, attīstot izdevīgas struktūras un uzvedību, piemēram, tādu, kādu var novērot dabiskās sistēmās, piemēram, bišu, putnu vai zivju spietos.
Spieta intelekta idejas vai decentralizētu, pašorganizētu sistēmu kolektīvā uzvedība ir bara robotikas (dabiskās vai mākslīgās) praktiskās disciplīnas pamats.
Spietu intelekta izpēti lielā mērā ietekmē dabā redzamās bioloģiskās sistēmas, piemēram, skudru kolonijas, zivju bari, putnu bari u.c.
Šāda veida dabiskajos spietos ir indivīdi ar ļoti ierobežotām prasmēm un maz vispārējas izpratnes par darbību vai kopienu.
Tomēr pētnieki ir parādījuši, ka šie bari var izrādīt ļoti sarežģītu un inteliģentu grupu uzvedību, izmantojot lokālus kontaktus ar tuvākajiem kaimiņiem un ar to saistīto informācijas pārsūtīšanu.
Swarm robotika ietver šīs īpašības un atklāsmes. Mērķis ir izveidot robotus, kuriem ir ārkārtīgi vienkāršas struktūras un uzvedība un kuri nespēj veikt nepieciešamo darbību.
Tomēr šie vienkāršie roboti sazinās un strādā kopā kā grupa vai bars, lai veiktu nepieciešamo uzdevumu, kā rezultātā veidojas sarežģīta, praktiska spieta uzvedība.
Swarm roboti pašlaik tiek izmantoti gan militārās, gan izpētes aktivitātēs. Tie drīzumā varētu būt sastopami tādās nozarēs kā ieguves rūpniecība un lauksaimniecība.
Kā darbojas Swarm roboti?
Swarm roboti bieži mēra daudz mazāk nekā standarta autonomie roboti (lai gan ne tuvu nav tik mazi kā nanobots).
Lai uzdevums tiktu izpildīts, nevainojami jāsadarbojas robotu baram, kura izmēri var būt no dažiem desmitiem līdz pat vairāk nekā tūkstotim.
Tas tiek panākts, izmantojot organizācijas veidu, kas pazīstams kā “bara inteliģence”, kas veicina augsta līmeņa elastību sistēmā, ko veido daudzi indivīdi, taču neviens no tiem to nekontrolē.
Tas ir balstīts uz bioloģiskiem principiem, kas tiek novēroti noteiktu kukaiņu, dzīvnieku, putnu ganāmpulkos un pat zivju baros.
Swarm roboti būtībā mēģina atdarināt šo radījumu spējas parādīt kolektīvu darbību, reaģējot uz ārēju stimulāciju un lai izpildītu uzdevumu.
Augsta mašīnu dublēšanas pakāpe ļauj robotu spietam darboties līdzīgā veidā, kas nozīmē, ka viena vai pat dažu robotu zaudēšana būtiski neietekmēs spieta spēju darboties kopumā.
Šī iemesla dēļ spieta robotus var plaši izmantot dažādās situācijās un dinamiski izplatīties, lai izpildītu uzdevumu, neskatoties uz viņu ceļā radītajiem izaicinājumiem.
Swarm Robots raksturojums
- Robotu spietam jābūt pašpietiekamam un jāspēj noteikt apkārtni un reaģēt uz to.
- Baram jābūt viendabīgam; tai var būt vairākas grupas, taču to nedrīkst būt pārāk daudz.
- Katrs uzdevums, kas jāveic robotu baram kā vienībai, ir jāatbalsta ar pietiekamu skaitu robotu.
- Visiem robotiem ir jābūt tikai vietējām uztveršanas un saziņas iespējām ar viņu bara partneru kaimiņiem. Tas nodrošina, ka spieta koordinācija ir izplatīta un sistēma ir mērogojama.
- Katram spieta robotam jābūt nekompetentam un neefektīvam attiecībā uz sava primārā mērķa sasniegšanu; tādējādi viņiem ir jāstrādā kopā, lai gūtu panākumus un palielinātu veiktspēju.
Aplikācijas
Cerams, ka mēs spēsim atrisināt dažas no vissarežģītākajām problēmām, ar kurām šobrīd saskaramies, pateicoties spietu robotiem. Viņi var pieteikties cilvēka radošums gandrīz jebkuros apstākļos, pateicoties to spējai mērogot un pielāgoties jebkurai videi.
Piemēram, ir veikts daudz pētījumu par to kā potenciālu stratēģiju, lai atbalstītu neveiksmīgas ekosistēmas, saskaroties ar klimata pārmaiņām un citām dabas katastrofām.
Spietu robotiku ir iespējams paplašināt, lai radītu sintētiskas bites un kukaiņus, kas varētu apputeksnēt labību un citus svarīgus augus, lai nodrošinātu to izdzīvošanu un novērstu katastrofālu katastrofu.
Uzdevumi, kas jāveic lielās vai nestrukturētās vietās, kur nav infrastruktūras, ko varētu izmantot robotu pārvaldīšanai, piemēram, nav pieejams sakaru tīkls vai globālā lokalizācijas sistēma, ir vēl viens spietu robotikas lietojumprogrammu domēns.
Robotu spietus var izmantot šāda veida uzdevumiem, jo tie var darboties neatkarīgi bez jebkādas infrastruktūras vai ārējas koordinācijas palīdzības.
Zemūdens vai ārpuszemes planētu izpēte, uzraudzība, atmīnēšana un meklēšana un glābšana ir daži piemēri darbam nestrukturētā un milzīgā vidē.
Turklāt ir ierosināts, ka spietu robotikas metodes varētu izmantot, lai gandrīz pilnībā aizstātu parastos spēkus.
Autonomu bezpilota lidaparātu veidā robotus jau ir plaši izmantojuši vairāki gaisa spēki visā pasaulē, un ASV flote ir eksperimentējusi ar robotizētām flotēm, kas spēj nekavējoties reaģēt uz draudiem.
Par laimi, šai tehnoloģijai ir arī citi, daudz labvēlīgāki lietojumi. Spieta robotu izmantošana, lai pārvaldītu zemes vai gaisa transportlīdzekļu tīklu vai izveidotu spēcīgu izpētes misiju, varētu pavērt ceļu autonomiem transportlīdzekļiem.
Secinājumi
Rezumējot, Swarm Robotics attīstās un aug, un tādas funkcijas kā robota autonomija, decentralizēta vadība, grupas lēmumu pieņemšanas spēja, augsta kļūdu tolerance utt. padara Swarm Robotics piemērotu praktisku problēmu risināšanai.
Nākotnē spietu robotikas izmantošana ietvers mērķtiecīgu materiālu piegādi, precīzu lauksaimniecību, spietu 3D drukāšanu, novērošanu, aizsardzību, meklēšanas un glābšanas operācijas un daudz ko citu.
Padarīt spieta ražošanas procesu ekonomiski dzīvotspējīgu un izstrādāt uzticamu pieeju kontroles algoritma izveidei katram spieta dalībniekam ir divas no galvenajām problēmām, kas ir jāpārvar ceļā.
Atstāj atbildi