Kokoelmat

Tutkijat suunnittelivat ensimmäiset soluja jäljittelevät hiukkasrobotit

Tutkijat suunnittelivat ensimmäiset soluja jäljittelevät hiukkasrobotit

Columbia Engineeringin ja MIT Computer Science & Artificial Intelligence Lab (CSAIL) -tutkijat ovat ensimmäistä kertaa suunnitelleet hiukkasrobottiryhmän, jossa on yksittäisiä komponentteja, jotka toimivat kokonaisuutena. Uudenlaista robottia ei ole koskaan ennen nähty.

KATSO MYÖS.

Harmaa Goo

"Voit ajatella uutta robottiamme sananlaskuisena" Grey Goo ", sanoi Columbia Engineeringin konetekniikan professori Hod Lipson.

"Robotillamme ei ole yhtä vikaantumispaikkaa eikä keskitettyä hallintaa. Se on silti melko alkeellinen, mutta nyt tiedämme, että tämä perustavanlaatuinen robotti-paradigma on todella mahdollista. Uskomme, että se voi jopa selittää, kuinka soluryhmät voivat liikkua yhdessä, vaikka yksittäiset solut ei voi."

Vaikka tutkijat ovat rakentaneet itsenäisiä robotteja jo vuosia, nämä koostuvat pääasiassa ei-biologisista laitteista, jotka eivät voi kasvaa tai parantua. Nyt Columbia Engineering / MIT: n uusilla skaalautuvilla robotteilla on ainutlaatuinen kyky jatkaa toimintaansa, vaikka yksittäiset osat eivät onnistu.

"Olemme yrittäneet pohtia perusteellisesti lähestymistapamme robotiikkaan selvittääksemme, onko olemassa tapa tehdä robotteja eri tavalla", kertoi Creative Machines -laboratorion johtaja Lipson.

"Robotin ei tarvitse vain näyttää biologiselta olentolta, vaan myös rakentaa se biologisen järjestelmän tavoin luomaan jotain, joka on monimutkaisuudeltaan ja kyvyiltään valtava, mutta joka koostuu periaatteessa yksinkertaisista osista."

Tutkijat loivat parvensa käyttämällä monia samanlaisia ​​hiukkasia. Nämä keskeiset yksittäiset komponentit voisivat kukin suorittaa yksinkertaisen liikkeen, kuten laajentumisen ja supistumisen. Mutta yhdessä heistä tulee kokonainen kokonaisuus, joka voi jatkaa toimintaansa, vaikka jotkin sen osat vahingoittuisivat.

Solujen yhdistäminen

"Kaikki luonnossa olevat olennot on valmistettu soluista, jotka yhdistyvät eri tavoin organismien muodostamiseksi. Hiukkasrobotteja kehitettäessä kysytään, voiko meillä olla robottisoluja, jotka voidaan muodostaa eri tavoin eri robottien valmistamiseksi? Robotilla voisi olla paras tehtävän edellyttämä muoto - käärme, joka ryömii tunnelin tai kolmen käden koneen läpi tehtaan lattiaa varten. Voisimme jopa antaa näille hiukkasroboteille mahdollisuuden tehdä itse. Oletetaan esimerkiksi, että robotti tarvitsee ruuvimeisselin pöydältä - ruuvimeisseli on liian kaukana ulottuvilla. Entä jos robotti pystyy muuttamaan solujaan kasvamaan erityisen pitkiä käsivarsi? Kun tavoitteet muuttuvat, myös sen runko voi muuttua ", sanoi CSAIL: n johtaja Daniela Rus.

Tutkijat mallinnivat robottien liikkeitä edelleen simulaatioissa. Satoja ja tuhansia hiukkasia käyttäen he testasivat esteiden välttämistä ja esineiden kuljettamista. He havaitsivat, että heidän hiukkasrobotiikkansa kykenivät selviytymään sekä meluisista häiriöistä että joidenkin yksittäisten komponenttien epäonnistumisesta.

"Huomasimme, että hiukkasrobottimme ylläpitivät noin puolet täysin toimivasta nopeudestaan, vaikka 20 prosenttia hiukkasista olisi kuollut", kertoi paperin ensimmäinen kirjoittaja Richa Batra ja Lipsonin tohtori. simulaatiotutkimuksia johtanut opiskelija.

Tutkimus julkaistaan ​​tänäänLuonto.


Katso video: Adam vs. Youngest Pro Players (Lokakuu 2021).