Incontra il Kilobot. In senso orario dall'angolo in alto a sinistra, stai guardando in alto, parte inferiore, vista laterale e frontale, rispettivamente. Puoi anche vedere le diverse parti di un Kilobot:A) motori a vibrazione, B) batteria agli ioni di litio, C) gambe di sostegno, D) trasmettitore/ricevitore infrarossi e E) LED. Guarda altre immagini di robot. Immagine per gentile concessione di Michael Rubenstein, Nicholas Hoff e Radhika Nagpal Dopo aver ospitato una grigliata in cortile estremamente divertente con gli amici, si avvia il processo di pulizia meno divertente. Nonostante la tua determinazione, probabilmente lascerai qualche briciola dietro - e i resti della tua grigliata nel cortile probabilmente attireranno una delle migliori squadre della natura.
Inizia con uno sciame di formiche affamate che avanzano verso il mucchio di patatine schiacciate sul cemento. Pezzo dopo pezzo, le formiche raccolgono le briciole per riportarle al nido. I piccoli insetti stanno lavorando insieme, aiutando a sollevare bocconcini più volte la loro dimensione. Agendo collettivamente, ottengono ciò che un individuo non può fare da solo.
E se potessimo progettare robot come queste formiche, in grado di lavorare sia in modo indipendente che come un insieme più ampio? Per la maggior parte, creare piccoli eserciti di robot è stato costoso e lungo, portando gli scienziati a rimanere fedeli alle simulazioni al computer rispetto alla realtà.
accedere Kilobot . I ricercatori dell'Università di Harvard hanno creato i piccoli robot nella speranza di creare un modo semplice ed economico per testare algoritmi - o passaggi programmati per risolvere i problemi - attraverso un gruppo di molti robot. A partire da marzo 2012, il gruppo aveva creato piccoli sciami di Kilobot, con un obiettivo più grande di costruire un "kilobit" di Kilobot:un collettivo di 1, 024 individui (e da dove il progetto prende il nome) [fonte:Rubenstein].
Queste semplici macchine possono aiutare a testare e sviluppare comportamenti complessi in altri tipi di robot. I sostenitori di Kilobot affermano che il sistema potrebbe mettere a punto i robot che trovano e salvano le persone da edifici crollati o forse aiutano a ripulire i globi di olio appiccicosi dagli ambienti inquinati.
Pensa ai Kilobot come a una flotta di prova:non possederanno necessariamente le qualità, come le ruote, che avranno altre macchine. Piuttosto, sono il parco giochi in cui gli scienziati possono sperimentare e risolvere eventuali problemi con la loro programmazione prima di investire i loro dollari di ricerca in più grandi, robot più complessi.
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Comandare un robot all'azione può essere un gioco da ragazzi, ma far funzionare un intero gruppo con la stessa precisione non è così facile o economico.
Una delle maggiori attrattive dei Kilobot è il loro design semplice e il prezzo basso. Michael Rubinstein, che ha contribuito a sviluppare i robot con altri ricercatori dell'Università di Harvard, afferma che ridurre i costi e i tempi di montaggio era una priorità.
Ogni componente ha un uso di base, se si sta muovendo o segnalando ai suoi amici meccanici nelle vicinanze. I Kilobot sono unici in quanto rimangono in "modalità di sospensione" fino a quando non vengono evocati dal controller in testa. Una persona può "accendere" un intero sciame di Kilobot inviando un segnale, invece di "accendere" manualmente ogni robot.
Se un Kilobot da 1,3 pollici (33 millimetri) è ciò che il tuo cuore desidera, ecco un elenco di base di ciò di cui avrai bisogno per portarne uno in vita [fonti:Rubenstein et al., K-Team Corp.]:
Fatto con quel fai-da-te? Immergiamoci in ciò che i Kilobot possono effettivamente fare.
Bit e botLe parti per ogni Kilobot costano meno di $ 15 - circa 10 volte in meno rispetto ai robot collettivi meno costosi a partire dal 2012 [fonte:Rubenstein et al.]. Un robot impiega circa cinque minuti per essere assemblato. E per gli esperti di programmazione e robotica là fuori, il progetto per questi robot di base è open-source, il che significa che i passaggi sono disponibili per l'uso da parte di chiunque. Una società chiamata K-Team Corporation vende anche Kilobot assemblati.
Il Kilobot a sinistra sta trasmettendo un segnale facendolo rimbalzare dal tavolo al Kilobot a destra, che lo riceve. Immagine per gentile concessione di Michael Rubenstein, Nicholas Hoff e Radhika Nagpal Lo abbiamo detto prima. Lo ripetiamo:i Kilobot sono progettati per essere i migliori tester di algoritmi.
Diciamo che il personale di emergenza vuole portare i robot sulla scena per una missione di ricerca e salvataggio. Avrebbero bisogno di sapere quanto bene le macchine potessero comunicare tra loro. È qui che i Kilobot sono particolarmente utili come manichini di prova.
Ogni robot può far rimbalzare un segnale a infrarossi da terra a un altro bot accanto, permettendogli di percepire dove si trova in relazione agli altri nello sciame (vedi immagine). Rimbalzare quel segnale può anche garantire che i propri vicini robotici siano sulla stessa pagina per quando e come dovrebbe essere eseguita un'attività. Sapere dove si trovano gli altri robot è essenziale quando si tratta di localizzare oggetti in un determinato ambiente e riportarli alla base.
Finora, ci sono tre comportamenti di base dello sciame che i Kilobot hanno imparato:foraggiamento, controllo e sincronizzazione della formazione.
Foraggiamento è come sembra:comandare a diversi robot di disperdersi ed esplorare l'area intorno a loro. Con Kilobot, l'idea è di eliminare il tempo necessario per il foraggiamento in un luogo particolare. Ecco dove la segnalazione agli altri nello sciame torna utile. Michael Rubinstein, un ricercatore che ha aiutato a progettare i robot, afferma che il foraggiamento in gruppo è molto più efficiente che individualmente, soprattutto in situazioni urgenti.
"Se c'è un edificio crollato da un terremoto, e c'è una persona che è bloccata in quell'edificio -- se invii un singolo robot potrebbe volerci molto più tempo per trovare quella persona che se invii un grande gruppo di robot per trovare quella persona, "dice. Nonostante un edificio crollato e un appartamento, lavagna bianca sono ambienti totalmente diversi, gli algoritmi utilizzati per navigare entrambi sono simili.
Un'altra parte importante di sciami efficaci è controllo della formazione , la capacità di comportarsi all'unisono o in una parte specifica dello sciame. Mantenendo la comunicazione tra di loro, I Kilobot possiedono un sensore di rilevamento virtuale che dà a ciascuno un senso realistico della propria posizione nel gruppo. Invece di utilizzare l'hardware per raggiungere questo obiettivo, I Kilobot si accontentano di software di base e algoritmi più avanzati. L'esecuzione di comportamenti complessi con il minor numero di hardware possibile racchiude lo spirito di Kilobot.
In un sistema in cui ci si aspetta che ogni robot si trovi sulla stessa pagina, sincronizzazione importa. Se una parte dello sciame ha bisogno di svolgere un compito per un certo periodo di tempo e poi passare a un altro secondo dopo, l'intero gruppo deve avere lo stesso clock interno. Un modo per visualizzarlo è immaginare uno sciame di 1, 000 Kilobot, con ciascuno che utilizza la sua luce LED per rappresentare un pixel in un video più grande che può essere visualizzato dall'alto. Per sapere quale colore segnalare in un dato momento, ogni Kilobot deve utilizzare lo stesso orologio.
Anche se sono tesori accademici, I Kilobot mostrano promesse nel mondo reale, pure. Sono una specie di tavole da disegno. Supponiamo che alcuni ricercatori ispirati sognino di costruire uno sciame di insetti robot per impollinare le colture. Lui o lei trarrebbero vantaggio dal testare prima i Kilobot.
Anche i piccoli robot possono far luce su intelligenza dello sciame , o il comportamento collettivo di un gruppo, e come gestire al meglio grandi bande di robot.
Prendi il trasporto collettivo, Per esempio. Le formiche usano il comportamento per riportare gli alimenti (come quelle briciole di patatine) al loro nido. I ricercatori hanno scoperto che alcuni individui, formiche e robot, svolgono un ruolo speciale nel processo. Alcuni possono creare un percorso a catena che guida i raccoglitori al nido, mentre altri sono incaricati di lavorare insieme per trasportare l'oggetto da un luogo all'altro. Nell'arena Kilobot, testare lo stesso principio potrebbe aiutare i robot scolastici su come rilevare e ripulire i pasticci in un dato ambiente, come le fuoriuscite di petrolio, Per esempio.
Potrebbero anche tornare utili per creare mappe o istantanee migliori degli ambienti. I robot potrebbero farlo esplorando un'area e creando una mappa spaziale di riferimento. Altri incarichi potrebbero includere l'impollinazione delle colture o condurre operazioni di ricerca e salvataggio [fonte:Rutter].
Michael Rubinstein, uno degli scienziati che hanno creato i Kilobot, afferma che la ricerca futura si concentrerà sulla creazione di nuovi algoritmi che rendano più facile il controllo dello sciame. Programmare i robot per eseguire attività di trasporto collettivo e trovare modi per creare forme utili dai robot (come la parte crollata di un edificio, ad esempio) restano prioritarie. Chi lo sa, forse i Kilobot ispireranno robot che assomigliano ai preferiti della fantascienza Transformers. L'idea è di avere intelligente, robot più piccoli che possono connettersi per formare un più grande, uno più potente.
Ancora, Rubenstein dice che ci sono molti margini di miglioramento. Costruire un 1, Lo sciame di robot 000 ha richiesto tempo. E anche se i Kilobot possono autocorreggersi, mancano di precisione quando si viaggia a distanze maggiori.
Le formiche sciamano su un oggetto più volte la loro dimensione e lo raccolgono senza sforzo (o sembra così). Ma c'è un intero livello di comunicazione che ci manca se non osserviamo da vicino. Se vogliamo macchine intelligenti con capacità simili, dobbiamo prendere alcuni consigli dalla natura. Ciò che mi ha sorpreso di più quando ho scritto di Kilobot non sono stati i robot stessi, ma il livello di dettaglio richiesto per far funzionare programmi e algoritmi. I Kilobot sfiorano solo la superficie quando si tratta delle affascinanti idee che i ricercatori stanno testando. Questi piccoli, gli eserciti meccanici servono a ricordare quanto sia ordinato e complesso il mondo, e come cercare di capirlo sia metà del divertimento.
