Meta l-kolonji ta 'nemel tal-armata jkunu qed ifittxu l-foresta għall-ikel jew provvisti, ta' spiss jiltaqgħu ma 'lakuni ġeografiċi li nemel individwali ma jistgħux jegħlbu.
Allura jibnu pontijiet billi jużaw lilhom infushom aktar milli friegħi jew weraq. Mingħajr mexxej ċar inkarigat, l-insetti b'xi mod jiddeċiedu li jingħaqdu ġisimhom flimkien biex jiffurmaw pont ħaj li jippermetti li wħud min-nemel jgħaddu u jilħqu l-oġġett.
Din hija intelliġenza swarm, spiss magħrufa bħala swarm intelliġenza artifiċjali. Il-frażi tirreferi għall-imġieba kollettiva koordinata u deċentralizzata ta' aġenti bijoloġiċi jew artifiċjali li jaġixxu flimkien biex jilħqu l-għanijiet.
In-naħal tal-għasel juża l-intelliġenza tal-għasel meta jibagħtu "naħal scout" biex jillokalizza kolonji ġodda potenzjali. Meta l-għasafar jemigraw lejn ir-roosts u jiffurmaw qatgħat biex ifittxu l-ikel, huma l-eżempju perfett ta’ dan.
Barra minn hekk, il-ħut jużah biex joħloq skejjel, li jagħtihom eluf ta 'għajnejn minflok tnejn biss biex joqogħdu attenti għall-predaturi. Fi kliem ieħor, hemm poter u intelliġenza fin-numri.
Id-dixxiplina tar-robotika tas-swarm, li tipprova tibni gruppi ta’ robots bażiċi li jaħdmu flimkien b’mod awtonomu biex iwettqu ħidmiet li kwalunkwe wieħed mir-robots individwali probabbilment ma setax iwettaq waħdu, hija motivata minn dawn l-imġieba kollettiva tal-annimali.
Swarm robots jistgħu jlestu ħidmiet ikkumplikati mingħajr ma jkunu għaljin jew sofistikati ħafna.
Minflok, direttivi bażiċi bħal "avvanz lejn sors tad-dawl" jistgħu jiġu assenjati minn algoritmi għal kull robot individwali. Imbagħad, permezz tal-interazzjonijiet tar-robots, jistgħu jiżviluppaw imgieba sofistikati.
Iżda f'sitwazzjonijiet oħra, ir-robots ikollhom aktar diffiċli biex juru dawn il-karatteristiċi emerġenti.
Dan l-artikolu se jeżamina mill-qrib ir-robotika swarm, inklużi l-karatteristiċi tagħha, l-applikazzjonijiet, u aktar.
X'inhi Swarm Robotics?
Swarm robotics hija l-istudju ta 'kif sempliċi fl-istruttura u l-imġieba robots jistgħu jinbnew biex jiżguraw li imġiba kollettiva mixtieqa toħroġ minn interazzjonijiet lokali bejn ir-robots u l-interazzjonijiet bejn ir-robots u l-ambjent tagħhom.
Ir-robotika ta’ swarm, biex ngħiduha sempliċiment, hija l-użu ta’ ħafna robots li jaħdmu flimkien biex isolvu l-problemi billi jiżviluppaw strutturi u mġieba vantaġġuża bħal dawk li jidhru f’sistemi naturali bħal doqq ta’ naħal, għasafar, jew ħut.
L-ideat ta 'intelliġenza ta' swarm, jew l-imġieba kollettiva ta 'sistemi deċentralizzati u awto-organizzati, huma l-pedament tad-dixxiplina prattika tar-robotika ta' swarm (naturali jew artifiċjali).
Ir-riċerka dwar l-intelliġenza tal-għasafar hija influwenzata ħafna minn sistemi bijoloġiċi li jidhru fin-natura, bħal kolonji ta 'nemel, skejjel tal-ħut, qatgħat ta' għasafar, eċċ.
Dawn it-tipi ta 'swarms naturali fihom individwi b'ħiliet limitati ħafna u ftit fehim ġenerali tal-attività jew tal-komunità.
Madankollu, ir-riċerkaturi wrew li dawn is-swarms jistgħu juru imġieba tal-grupp kkomplikata ħafna u intelliġenti permezz ta 'kuntatt lokali mal-eqreb ġirien tagħhom u t-trasferiment assoċjat ta' informazzjoni.
Ir-robotika ta 'swarm tinkorpora dawn il-karatteristiċi u rivelazzjonijiet. L-għan huwa li jinħolqu robots li, waħedhom, għandhom strutturi u mġieba estremament bażiċi u ma jkunux kapaċi jwettqu l-attività meħtieġa.
Dawn ir-robots sempliċi, madankollu, jikkomunikaw u jaħdmu flimkien bħala grupp jew swarm biex iwettqu l-kompitu meħtieġ, li jirriżulta fil-formazzjoni ta 'imġieba komplikata u prattika ta' swarm.
Ir-robots swarm bħalissa huma utilizzati kemm f'attivitajiet militari kif ukoll ta' esplorazzjoni. Jistgħu dalwaqt ikunu preżenti f'setturi inklużi l-minjieri u l-agrikoltura.
Kif jaħdmu r-robots Swarm?
Ir-robots swarm ħafna drabi jkejlu ħafna inqas minn robots awtonomi standard (għalkemm mhux daqshekk żgħar daqs nanobot).
Biex biċċa xogħol titlesta, grupp ta’ robots, li jistgħu jvarjaw fid-daqs minn ftit għexieren għal aktar minn elf, iridu jaħdmu flimkien bla difetti.
Dan jitwettaq bl-użu ta 'tip ta' organizzazzjoni magħrufa bħala "swarm intelligence," li tippromwovi livell għoli ta 'flessibilità f'sistema magħmula minn ħafna individwi li għadhom ikkontrollati minn ħadd minnhom.
Dan huwa bbażat fuq prinċipji bijoloġiċi li huma osservati fil-merħliet ta 'ċerti insetti, annimali, qatgħat ta' għasafar, u anke skejjel ta 'ħut.
Swarm robots essenzjalment jippruvaw jimitaw l-abbiltajiet ta 'dawn il-kreaturi biex juru attività kollettiva bi tweġiba għal stimulazzjoni esterna u sabiex ilestu kompitu.
Grad għoli ta' redundancy tal-magni jippermetti li swarm robotiku jopera b'mod simili, li jfisser li t-telf ta 'wieħed jew saħansitra ftit robots mhux se jaffettwa b'mod sinifikanti l-abbiltà tal-doqq li jaħdem kollu kemm hu.
Minħabba dan, robots swarm jistgħu jiġu skjerati b'mod estensiv għal firxa ta 'sitwazzjonijiet u jqassmu lilhom infushom b'mod dinamiku sabiex itemmu kompitu minkejja l-isfidi mqiegħda fit-triq tagħhom.
Karatteristiċi ta' Swarm Robots
- L-iswarm robot għandu jkun awtosuffiċjenti u kapaċi li jiskopri u jirrispondi għall-madwar tiegħu.
- L-iswarm għandu jkun omoġenju; jista' jkollu diversi gruppi, iżda m'għandux ikun hemm ammont eċċessiv minnhom.
- Kull kompitu li swarm ta 'robots hija meħtieġa biex tagħmel bħala unità għandha tkun appoġġjata minn numru suffiċjenti ta' robots.
- Ir-robots kollha huma meħtieġa li jkollhom biss sensing lokali u kapaċitajiet ta 'komunikazzjoni mal-ġirien ta' l-imsieħba tagħhom. Dan jassigura li l-koordinazzjoni tal-iswarm hija mifruxa u li s-sistema hija skalabbli.
- Kull robot fl-iswarm għandu jkun inkompetenti u ineffettiv fir-rigward tal-kisba tal-għan primarju tiegħu; għalhekk, għandhom jaħdmu flimkien biex ikollhom suċċess u jżidu l-prestazzjoni.
applikazzjonijiet
Nisperaw li nkunu kapaċi nsolvu xi wħud mill-aktar kwistjonijiet ta’ sfida li qed niffaċċjawna bħalissa grazzi għal robots swarm. Jistgħu japplikaw kreattività umana għal kważi kull ċirkostanza bis-saħħa tal-kapaċità tagħhom li jespandu u jadattaw għal kull ambjent.
Pereżempju, kien hemm ħafna riċerka dwarha bħala strateġija potenzjali biex tappoġġja ekosistemi li qed ifallu quddiem it-tibdil fil-klima u diżastri naturali oħra.
Ir-robotika ta’ swarm għandha l-potenzjal li tiżdied biex tipproduċi naħal u insetti sintetiċi li jistgħu jdakkru l-uċuħ tar-raba’ u pjanti importanti oħra biex jiżguraw is-sopravivenza tagħhom u jevitaw katastrofi katastrofika.
Kompiti li jeħtieġ li jitlestew f'postijiet enormi jew mhux strutturati fejn m'hemm l-ebda infrastruttura li tista 'tiġi utilizzata biex timmaniġġja r-robots, bħall-ebda netwerk ta' komunikazzjoni aċċessibbli jew sistema ta 'lokalizzazzjoni globali, huma dominju ieħor ta' applikazzjoni possibbli għar-robotika swarm.
Dożaq ta' robots jistgħu jintużaw għal dawn it-tipi ta' kompiti peress li jistgħu jiffunzjonaw b'mod indipendenti mingħajr l-għajnuna ta' xi infrastruttura jew koordinazzjoni barra.
L-esplorazzjoni planetarja taħt l-ilma jew extraterrestri, il-monitoraġġ, it-tneħħija tal-mini, u t-tfittxija u s-salvataġġ huma ftit eżempji ta 'impjiegi f'ambjenti mhux strutturati u enormi.
Barra minn hekk, ġie ssuġġerit li t-tekniki tar-robotika tas-swarm jistgħu jintużaw biex jissostitwixxu kważi għal kollox il-forzi konvenzjonali.
Fil-forma ta 'drones awtonomi, ir-robots diġà ntużaw ħafna minn diversi forzi tal-ajru madwar id-dinja, u l-flotta tal-Istati Uniti esperimentat bi flotot robotiċi li jistgħu jirreaġixxu għal theddid istantanjament.
Fortunatament, hemm applikazzjonijiet oħra ħafna aktar beninni għal din it-teknoloġija. L-użu ta 'robots ta' swarm biex jimmaniġġjaw netwerk ta 'vetturi fuq l-art jew fl-ajru jew biex tinbena missjoni esploratorja robusta jista' jwitti t-triq għal vetturi awtonomi.
konklużjoni
Fil-qosor, Swarm Robotics qed tiżviluppa u tikber, u karatteristiċi bħall-awtonomija tar-robot, il-kontroll deċentralizzat, il-kapaċità għat-teħid ta 'deċiżjonijiet tal-grupp, tolleranza għolja għall-ħsarat, eċċ jagħmlu lil Swarm Robotics adattat tajjeb biex isolvi kwistjonijiet prattiċi.
L-użi futuri għar-robotika ta’ swarm se jinkludu kunsinna ta’ materjal immirat, biedja preċiża, stampar ta’ swarm 3D, sorveljanza, difiża, operazzjonijiet ta’ tfittxija u salvataġġ, u ħafna aktar.
Li tagħmel il-proċess tal-manifattura tal-iswarm ekonomikament vijabbli u l-iżvilupp ta 'approċċ affidabbli għall-kostruzzjoni tal-algoritmu ta' kontroll għal kull membru tal-iswarm huma tnejn mill-problemi ewlenin li għandhom jingħelbu tul it-triq.
Ħalli Irrispondi