I fysik, partikler er små lokaliserede genstande med fysiske egenskaber som masse eller volumen. Fra de ydmyge råvarer, vores næsten ubegrænsede univers er bygget på.
Så det synes det var en blanding af ydmyghed og stolthed, at du bliver bedt forskere ved MIT, Columbia, Cornell university og Harvard navn robotter i deres nye nye samarbejds-robot systemet “partikler.”
Konceptet, som blev præsenteret i en artikel i tidsskriftet Nature, er, at et andelsselskab system af små robotter kan være i stand til at gøre komplekse arbejde, selv om ingen enkelt komponent i systemet er beregningsmæssigt komplekse. Det er den teori, i hjertet af en gren af automatisering hedder sværm af robotteknologi. Selvom der stadig i vid udstrækning omfattet af forskning universiteter, sektorer som forsvar, landbrug og infrastruktur inspektion vil en dag er afhængige af sværme af små, billige robotter til at operere i miljøer, og udføre opgaver, som de enkelte robotter har aldrig kunne.
Partikel robot-forskere blev inspireret af principperne om tiltrækning og frastødning. Hver partikel er disc-formet og løst koblet til andre partikler omkring det via magneter. En enkelt partikel kan skubbe væk omkringliggende partikler eller trække dem tættere på, og det er det.
Foto af Felice Frankel
Men det simple handling modsiger den utrolige mangfoldighed af opgaver, at klyngen kan udføre som en helhed. Som et team af myrer, partikel robotter kan samle op og transport af genstande i deres måde. De kan også uden problemer navigere rundt på objekter på den måde, vandet strømmer rundt om forhindringer i en brusende flod — noget af en enkelt stor robot ikke kan gøre.
“Vi har en lille robot-celler, der ikke er så dygtige som enkeltpersoner, men kan udrette en masse, som en gruppe,” siger Daniela Rus, direktør for Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), og Andrew og Erna Viterbi Professor i elektroteknologi og datalogi. “Robotten af sig selv, er statisk, men når det forbinder sig med andre robot partikler, alle af en pludselig robotten kollektiv kan udforske verden og styre mere komplekse handlinger. Med disse “universelle celler,” robot partikler kan opnå forskellige former, global transformation, global bevægelse, globale adfærd, og, som vi har vist i vores forsøg, følg grader af lys. Dette er meget kraftfuld.”
I Nature artikel, forskere fremlagde resultaterne fra simulerede scenarier, der er ansat op til 100.000 partikler. Holdet brugte også en mindre gruppe på omkring et dusin virkelige liv partikler til at demonstrere konceptet.
Hver partikel cylindriske base huse, et batteri og en lille motor, sammen med en lyssensor og en microcontroller. Partiklerne må ikke kommunikere direkte med hinanden, der er en af systemets fordele. Nye partikler kan tilføjes til et system og andre partikler taget væk, uden at det påvirker udførelsen af de omkringliggende partikler.
Systemet fungerer, når de enkelte partikler i den kollektive sendes anvisninger for, hvornår en kontrakt eller udvide. Med den rigtige rækkefølge, er hele gruppen begynder at refleksion og flytte. I dette tilfælde, lys sensorer på de små robotter flyttede den kollektive retning af en lyskilde. Ved at sammenligne intensiteten af det lys, der opfattes af partikler tættere på lyskilden og længere væk fra lyskilden, klynge af partikler, der er i stand til at få en præcis positionsbestemmelse, og systemet begynder at udvide og kontrakt.
“Dette skaber en mekanisk udvidelse-sammentrækning bølge, en koordineret skubbe og trække bevægelse, der bevæger sig en stor klynge mod eller væk fra stimuli fra miljøet,” siger Li. Det centrale element, Li tilføjer, er den præcise timing fra en fælles synkroniseret uret blandt de partikler, der giver bevægelse, som effektivt som muligt: “Hvis du rod op synkroniseret uret, vil systemet arbejde mindre effektivt.”
Mens der er ingen direkte applikationer til den teknologi endnu, mulige use cases omfatter konstruktion, håndtering af materialer, og inspektion. Det næste skridt i projektet er at miniaturize de partikler, således at hundreder af tusinder eller endda millioner kan være sat sammen.
robotteknologi nyheder
Autonome logge lastbil: Krydsning mellem en stor rig og en Stormtrooper
Se: En robot race bil lynlåse omkring historiske spor uden en driver
Robotter håndtere prostata cancer kirurgi
Vil robotter, der kan muliggøre en arkitektonisk renæssance?
Det globale salg af industrielle robotter log svimlende stigning
Denne robot insekter går på vandet
Relaterede Emner:
Innovation
CXO
Kunstig Intelligens