2014-05-23
С 1950 год инженеров увлекает идея Роя. Идея заключается в том, что 200 голов гораздо лучше, чем одна. Вдохновившись трудолюбивыми социальными животными, такие как муравьи и пчелы, исследователи считают, что виды задач, к которым роботы будут привлекаться в будущем будут лучше решать путем большего количества рабочих ботов.
Так же, как источник пищи быстрее находиться колонией муравьев или в случае землетрясения, выживших, скорее всего, можно найти живым, если поисковая группа состоит из сотни миниатюрных роботов.
Профессор Алан Уинфилд, робототехник в Университете на Западе Англии. "Если вы хотите, исследовать пояс астероидов, не отправляйте один космический корабль, отправьте рой. Если вы хотят построить среду обитания на Марсе, отправьте сырье, и рой роботов, чтобы собрать ее."
Фермеры и бойцы.
Робот рой не новая идея (работа продолжается с 1980-х годов). Но рои становятся более изощренными, и последние проекты в настоящее время выполняют огромное множество задач. От сбора урожая и контроля окружающей среды, ползания через свалку в поисках ценных материалов, до плаванию по вашим венам.
Уинфилд считает что первый робот-рой, избежит лаборатории, и придет из реальной войны, где уже существуют роботы. "Мне очень жаль это говорить, но я думаю, что первые рои придут из военной области, где бюджетные ограничения несколько иные. Я думаю, что мы, вероятно, увидим стаи беспилотных летательных аппаратов, где человека-оператор летит на одном из них, а остальные следуют за ним как птицы ".
Американские военные уже сделали заказ на первый рой эскадру. В 2008 году научно-исследовательская лаборатория армии США заключила $ 38 млн контракт с BAE Systems, чтобы создать шпионов-ботов, которые будут использоваться в разведочных миссиях. Проект, известный как MAST (Микро автономные системы и технологии), в настоящее время развивается BAE, которое стремится показать, что он может это сделать.
В аннонсированом анимационном видео того, что они надеется построить рой маленьких роботов насекомых, проникают в здание, в котором предположительно скрываются два террориста. Незамеченные, они отслеживают цели и отправляют видео солдатам снаружи. Через несколько секунд ракета снижает и попадает в здание.
Предположительно пауки роботы будут уничтожены вместе со своими человеческими целями. Но это нормально - сила роя в его рядах. Если происходит какая-либо неисправность одного робота то, рой в состоянии продолжать функционировать. "Это распределенная система" как обьясняет Уинфилд. Это означает, что любой из роботов может дать сбой, но система в целом будет продолжать работать.
Это система, где все за все и никто за ни что не отвечает. Так или иначе, работа просто делается. Подумайте о муравьиных колониях. Когда он строит гнездо, нет архитектора или старших структурных инженеров. Когда муравьи ведут войну с другой колонией, нет главнокомандующего отдающего приказ, чтобы идти в атаку. Вместо этого, существует, то что ученые называют независимым поведением или разумным роем.
Каждый муравей просто делает то, что естественно. Он реагирует на сигналы в окружающей его среде. Он взаимодействует только со своими ближайшими соседями. И когда каждый муравей в колонии делает то же самое, появляются умопомрачительные подвиги организации.
Социальные животные, как муравьи, вдохновение для исследователей, которые пытается построить роботы рои. Профессор Джеймс McLurkin, один из лучших в мире в этой области, держит свою собственную колонию муравьев в лаборатории Массачусетского технологического института, и следит за ней так же, как мы следим за жизнью спортсменов или кинозвезд.
Однако эта задача никак не поддается исследователям. Получения роя, такого же, как колония пчел или муравьев остается Святым Граалем для исследователей в этой области. McLurkin пожаловался, что программирование роя - это кошмар.
Основной целью является создание "глобальной Задачи" для роя - нахождение выживших после землетрясения, скажем.Затем вы должны разделить эту задачу на отдельные задачи для роботов - например, избегать гигантские бетонные плиты или искать тепловое излучение человеческого тела. Каждый маленький робот общается только с ближайшем к нему (обычно через беспроводное соединение или инфракрасное), через тысячи таких крошечных взаимодействий и обеспечивается разумное поведение.
"Магия происходит, когда вы запускаете программное обеспечение, выполняя свои отдельные задачи роботы так или иначе выполняет групповую задачу. Мы можем понять такие вещи, но это сложно." (McLurkin) В настоящее время, большая часть работы в этой области фундаментальные.
На горизонте
Исследователи уже сейчас мечтают о следующем шаге. Инженеры из 10 европейских университетов, такие как, Уинфилд работает над роем роботов, которые могут делать то, что даже насекомые не могут.
Уже существующие рои, известные как Symbrion и Replicator, будут разделены на различные организмы, подходящие для разных задач, каждая из которых специально приспособлена к окружающей среде.
Уинфилд описывает процесс как своего рода искусственную эволюцию. Возвращаясь к Идея спасения выживших после землетрясения, он считает, что такая система будет иметь неоценимое значение. "Если роботы найдут выживших, некоторые из них могут самостоятельно собираться, чтобы поднять обломки. Другие могли бы самособираться в структуры для выполнения первой помощи или пропускать воду вдоль Робоцепи"(Уинфилд).
Сила Symbrion будет в том, что группа может достичь большего чем один робот. Пройдет может быть 10 или 15 лет, прежде чем технология станет достаточно умной, чтобы появиться в реальном мире, но когда это произойдет, мир будет поражен.