Innholdsfortegnelse[Gjemme seg][Forestilling]
Når hærens maurkolonier søker i skogen etter mat eller forsyninger, kommer de ofte over geografiske hull som individuelle maur ikke kan overvinne.
Så de bygger broer ved å bruke seg selv i stedet for kvister eller løv. Uten en tydelig leder som har ansvaret, bestemmer insektene seg på en eller annen måte for å slå sammen kroppene sine for å danne en levende bro som lar noen av maurene passere og nå objektet.
Dette er svermintelligens, ofte kjent som sverme kunstig intelligens. Uttrykket refererer til den koordinerte, desentraliserte kollektive oppførselen til biologiske eller kunstige midler som virker sammen for å oppnå mål.
Honningbier bruker svermintelligens når de sender ut "speiderbier" for å lokalisere potensielle nye kolonier. Når fugler trekker til soveplasser og danner flokker for å søke etter mat, er de det perfekte eksempelet på det.
I tillegg bruker fisk det til å lage stimer, noe som gir dem tusenvis av øyne i stedet for bare to for å se opp for rovdyr. Det er med andre ord makt og intelligens i tall.
Disiplinen svermrobotikk, som prøver å bygge grupper av grunnleggende roboter som jobber sammen på en autonom måte for å utføre oppgaver som en av de individuelle robotene sannsynligvis ikke kunne oppnå på egen hånd, er motivert av denne kollektive dyreatferden.
Svermroboter kan utføre kompliserte oppgaver uten å være kostbare eller veldig sofistikerte.
I stedet kan grunnleggende direktiver som "fremskritt mot en lyskilde" tildeles av algoritmer til hver enkelt robot. Deretter, via robotenes interaksjoner, kan det utvikles sofistikert atferd.
Men i andre situasjoner har roboter vanskeligere for å vise disse fremvoksende egenskapene.
Denne artikkelen vil undersøke nøye svermrobotikk, inkludert dens egenskaper, applikasjoner og mer.
Hva er Swarm Robotics?
Swarm-robotics er studiet av hvor enkle roboter i struktur og atferd kan bygges for å sikre at en ønskelig kollektiv atferd oppstår fra lokale interaksjoner mellom robotene og interaksjoner mellom robotene og deres miljø.
Svermrobotikk, for å si det enkelt, er bruken av mange roboter som jobber sammen for å løse problemer ved å utvikle fordelaktige strukturer og atferd som de man ser i naturlige systemer som svermer av bier, fugler eller fisk.
Ideene om svermintelligens, eller den kollektive oppførselen til desentraliserte, selvorganiserte systemer, er grunnlaget for den praktiske disiplinen svermrobotikk (naturlig eller kunstig).
Forskning på svermintelligens er sterkt påvirket av biologiske systemer sett i naturen, som maurkolonier, fiskestimer, fugleflokker, etc.
Denne typen naturlige svermer inneholder individer med svært begrensede ferdigheter og liten generell forståelse av aktiviteten eller samfunnet.
Forskere har imidlertid vist at disse svermene kan utvise svært intrikat og intelligent gruppeatferd gjennom lokal kontakt med sine nærmeste naboer og tilhørende overføring av informasjon.
Swarm-robotikk inkorporerer disse egenskapene og åpenbaringene. Målet er å lage roboter som på egen hånd har ekstremt grunnleggende strukturer og atferd og ikke er i stand til å utføre den nødvendige aktiviteten.
Disse enkle robotene kommuniserer og jobber sammen som en gruppe eller sverm for å utføre den nødvendige oppgaven, noe som resulterer i dannelsen av komplisert, praktisk svermeatferd.
Svermroboter brukes for tiden i både militære og utforskende aktiviteter. De kan snart være til stede i sektorer inkludert gruvedrift og landbruk.
Hvordan fungerer Swarm-roboter?
Swarm-roboter måler ofte mye mindre enn standard autonome roboter (men ikke på langt nær så liten som en nanobot).
For at en oppgave skal fullføres, må en sverm av roboter, som kan variere i størrelse fra noen få dusin til over tusen, fungere feilfritt sammen.
Dette oppnås ved å bruke en type organisasjon kjent som "svermintelligens", som fremmer et høyt nivå av fleksibilitet i et system som består av mange individer, men likevel kontrollert av ingen av dem.
Dette er basert på biologiske prinsipper som observeres i flokker av visse insekter, dyr, fugleflokker og til og med fiskestimer.
Swarm-roboter prøver i hovedsak å etterligne evnene til disse skapningene til å vise en kollektiv aktivitet som svar på ekstern stimulering og for å fullføre en oppgave.
En høy grad av maskinredundans gjør at en robotsverm kan operere på lignende måte, noe som betyr at tapet av en eller til og med noen få roboter ikke vil påvirke svermens evne til å fungere som en helhet nevneverdig.
På grunn av dette er svermroboter i stand til å bli utplassert i en rekke situasjoner og distribuere seg selv dynamisk for å fullføre en oppgave til tross for utfordringene som ligger i deres vei.
Kjennetegn på Swarm Robots
- Robotsvermen må være selvforsynt og i stand til å oppdage og reagere på omgivelsene.
- Svermen skal være homogen; det kan ha flere grupperinger, men det bør ikke være for mye av dem.
- Hver oppgave som en sverm av roboter er nødvendig for å gjøre som en enhet, må støttes av et tilstrekkelig antall roboter.
- Alle robotene er pålagt å kun ha lokale sanse- og kommunikasjonsevner med svermpartnernes naboer. Dette sikrer at svermens koordinering er spredt og at systemet er skalerbart.
- Hver robot i svermen må være inkompetent og ineffektiv med hensyn til å nå sitt primære mål; derfor må de jobbe sammen for å lykkes og øke ytelsen.
applikasjoner
Vi vil forhåpentligvis være i stand til å løse noen av de mest utfordrende problemene vi står overfor akkurat nå takket være svermroboter. De kan søke menneskelig kreativitet til nesten alle forhold takket være deres evne til å skalere og tilpasse seg ethvert miljø.
For eksempel har det vært mye forskning på det som en potensiell strategi for å støtte sviktende økosystemer i møte med klimaendringer og andre naturkatastrofer.
Swarm-robotikk har potensialet til å bli oppskalert for å produsere syntetiske bier og insekter som kan pollinere avlinger og andre viktige planter for å sikre deres overlevelse og avverge en katastrofal katastrofe.
Oppgaver som må fullføres på store eller ustrukturerte steder der det ikke er noen infrastruktur som kan brukes til å administrere robotene, for eksempel ingen tilgjengelig kommunikasjonsnettverk eller globalt lokaliseringssystem, er et annet mulig applikasjonsdomene for svermrobotikk.
Robotsvermer kan brukes til denne typen oppgaver siden de kan fungere uavhengig uten hjelp av infrastruktur eller ekstern koordinering.
Undervanns- eller utenomjordisk planetarisk utforskning, overvåking, minerydding og søk og redning er noen få eksempler på jobber i ustrukturerte og enorme miljøer.
I tillegg har det blitt foreslått at svermrobotikk-teknikker kan brukes til nesten helt å erstatte konvensjonelle styrker.
I form av autonome droner har roboter allerede blitt mye brukt av flere luftstyrker over hele verden, og den amerikanske marinen har eksperimentert med robotflåter som kan reagere på trusler umiddelbart.
Heldigvis finnes det andre, mye mer godartede applikasjoner for denne teknologien. Ansettelse av svermroboter for å administrere et nettverk av bakke- eller luftbårne kjøretøy eller for å bygge et robust leteoppdrag kan bane vei for autonome kjøretøy.
konklusjonen
For å oppsummere er Swarm Robotics i utvikling og vekst, og funksjoner som robotautonomi, desentralisert kontroll, kapasitet for gruppebeslutninger, høy feiltoleranse osv. gjør Swarm Robotics godt egnet for å løse praktiske problemer.
Fremtidig bruk for svermrobotikk vil inkludere målrettet materiallevering, presis oppdrett, sverm 3D-utskrift, overvåking, forsvar, søk og redningsoperasjoner og mange flere.
Å gjøre svermens produksjonsprosess økonomisk levedyktig og utvikle en pålitelig tilnærming for å konstruere kontrollalgoritmen for hvert medlem av svermen er to av nøkkelproblemene som må overvinnes underveis.
Legg igjen en kommentar