I fysik, partiklar är små lokala objekt med fysiska egenskaper som vikt eller volym. Från de ödmjuka ingredienser nästan obegränsade universum är uppbyggt.
Så det verkar som det var en blandning av ödmjukhet och stolthet som fick forskare vid MIT, Columbia, Cornell, och Harvard för att nämna robotarna i sina nya nya kooperativa robotsystem “partiklar.”
Begreppet, som presenteras i en artikel i tidskriften Nature, är att ett kooperativt system för små robotar skulle kunna göra komplicerade arbete, även om ingen enskild komponent i systemet är mycket komplext. Det är teorin i hjärtat av en gren av automation kallas swarm robotics. Men fortfarande till stor del aktuell forskning universitet, områden som försvar, jordbruk, och inspektion av infrastruktur kommer en dag att förlita sig på svärmar av små, billiga robotar att fungera i miljöer och utföra uppgifter som enskilda robotar aldrig kunde.
Partikeln robot forskare har inspirerats av de principer för attraktion och repulsion. Varje partikel är disc-formade och löst kopplade till andra partiklar runt den via magneter. En enda partikel som kan driva bort omgivande partiklar eller dra dem närmare, och det är det.
Foto av Felice Frankel
Men enkla åtgärder som motsäger den otroliga mångfald av uppgifter som klustret kan fungera som en helhet. Som ett team av myror, partikel-robotar som kan plocka upp och transportera föremål i deras väg. De kan även smidigt att navigera runt objekt det sätt som vatten rinner runt hinder i en brusande flod — något som en enda stor robot inte kan göra.
“Vi har en liten robot celler som inte är så duktiga som individer, men det kan åstadkomma mycket som en grupp, säger Daniela Rus, chef för Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) och Andrew och Erna Viterbi Professor i Elektroteknik och datavetenskap. “Roboten i sig är statiskt, men när den går ihop med en annan robot partiklar, plötsligt robot kollektiv kan utforska världen och styra mer komplicerade åtgärder. Med dessa “allmänna celler,” robot partiklar kan nå olika former, global transformation, global rörelse, den globala beteende, och, som vi har visat i våra experiment, följ gradienter av ljus. Detta är mycket kraftfullt.”
I Nature-artikel, forskare presenterade resultat från simulerade scenarier som anställd upp till 100 000 partiklar. Teamet använde även en mindre uppsättning av omkring ett dussin verkliga livet partiklar för att demonstrera konceptet.
Varje partikel är cylindriska bas hus ett batteri och en liten motor, tillsammans med en ljussensor och mikrokontroller. De partiklar som inte kommunicerar direkt med varandra, som är en av systemets fördelar. Nya partiklar kan läggas till ett system och andra partiklar tas bort utan att påverka resultatet av omgivande partiklar.
Systemet fungerar när enskilda partiklar inom den kollektiva skickas instruktioner för när kontraktet eller expandera. Med rätt sekvens, som i koncernen som helhet börjar att bölja och flytta. I detta fall, ljussensorer på de små robotar flyttade kollektiv mot en ljuskälla. Genom att jämföra intensiteten av ljus uppfattas av partiklar närmare ljuskällan och längre bort från ljuskällan, kluster av partiklar kan få en korrekt fixa och systemet börjar expandera och kontrakt.
“Detta skapar en mekanisk expansion-kontraktion våg, en samordnad att trycka och dra i rörelse, rör sig ett stort kluster mot eller bort från yttre stimuli,” Li säger. Den viktigaste komponenten, Li lägger till, är den exakta tidpunkten från en delad synkroniserad klocka bland de partiklar som möjliggör förflyttning på ett så effektivt sätt som möjligt: “Om du röra upp synkroniseras klockan, systemet kommer att fungera mindre effektivt.”
Det finns inga direkta ansökningar till tekniken ännu, möjliga användningsfall inkluderar konstruktion, material hantering och kontroll. Nästa steg i projektet är att krympa partiklarna så att hundratusentals eller miljontals kan användas tillsammans.
robotteknik nyheter
Autonoma logga lastbil: Korsning mellan en långtradare och en Stormtrooper
Klocka: En robot race bil blixtlås runt den historiska banan utan förare
Robotar ta itu med prostata cancer kirurgi
Kommer robotar att möjliggöra en arkitektonisk renässansen?
Den globala försäljningen av industriella robotar logga svindlande stiga
Denna robotiserade insekter går på vattnet
Relaterade Ämnen:
Innovation
CXO
Artificiell Intelligens