Rój robotów, który potrafi dowolnie zmieniać swe kształty

Rój robotów, który potrafi dowolnie zmieniać swe kształty

Zespół naukowców z Carnegie Mellon University pod kierownictwem Seth’a Goldstein’a, opracował miniaturowe roboty, które potrafią dzięki sile pola elektromagnetycznego łączyć się ze sobą tworząc przeróżne kształty.

Naczelna ideą tego projektu, choć jak przyznają sami twórcy, odległą, jest stworzenie roju mikroskopijnych robotów, które poprzez łączenie się ze sobą będą w stanie przyjmować dowolne kształty.

Naukowcy wykorzystują metody symulacji do opracowania strategii sterowania dla przyszłych, zmieniających kształty, robotów – ‘catomów’. Strategie te testowane są na małych grupach prymitywniejszych, rozmiarów kieszonkowych maszyn.

Prototypy te wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne do poruszania się, komunikowania, a nawet, dzielenia się energią.

Jedne z prototypowych catomów były cylindrycznymi robotami na kołach, z elektromagnetycznym pierścieniem wokół siebie, który wykorzystywany był do chwytania i trzymania się nawzajem. Dzięki tym elektromagnesom, catomy mogły bezpieczne przymocowane poruszać się dookoła siebie nawzajem.

Koła robotów nie były w żaden sposób napędzane, więc wszystkie ruchy wykonywane były dzięki magnesom. „To były pierwsze mobilne roboty bez ruchomych części,” – powiedział Goldstein.

Ponieważ siły magnetyczne są w mikroskali mniej efektywne, naukowcy eksperymentują obecnie z siłami elektrycznymi, które mogłyby je zastąpić.

Najnowsze prototypy są sześciennymi robotami nazwanymi ‘sześciany’. Wyposażone są w 6 plastikowych ramion, z których każde zakończone jest rozpostartymi na kształt gwiazdy końcówkami.

Te ‘gwiazdy’ wyposażone są w aluminiowe elektrody i przyciągają się wzajemnie wykorzystując siły elektrostatyczne. Elektrody na różnych gwiazdach dysponują przeciwnymi ładunkami, dzięki czemu przyciągają się nawzajem. Gdy raz się połączą, nie potrzeba żadnej energii, by utrzymać je razem.

Testy pokazały, że można dzięki tym samym połączeniom przesyłać wiadomości i energię do innych sześcianów. „Mamy nadzieję połączyć około 100 sześcianów,” – powiedział Goldstein.

Z naukowcami z Carnegie Mellon współpracuje Rob Reid z US Air Force Research Lab. Jego zadaniem jest opracować jeszcze mniejsze prototypy robotów. Jest on w stanie skonstruować krzemowe formy o wielkości zaledwie kilkuset mikronów.

„Fizyczny mechanizm łączenie się różnych części jest naprawdę trudny do zrealizowania,” – powiedział Alan Winfield z Bristol Robotics Laboratory, który sam zajmuje się sztuczną inteligencją w roju. „Zwykle wykorzystuje się mechaniczne mocowania z hakami. Jednakże, te fizyczne połączenia są bardzo złożone i nie wymagają zasilania,” – wskazał Winfield.

Jednakże największym wyzwaniem może być nie sprzęt, ale oprogramowanie. „Wciąż jeszcze nie wiemy, jak zaprojektować system, który będzie w stanie wygenerować złożone grupowe zachowania dla roju małych jednostek.” – przyznał Goldstein.

Goldstein wierzy jednak, że jego catomy mogą w przyszłości wiele osiągnąć. „Spocznę dopiero wtedy, gdy stworzę coś, co będzie w stanie przejść test Turinga,” – powiedział Goldstein. „Nie będziesz wiedział, czy potrząsasz moją dłoń, czy dłoń mojej catomowej kopii.”

(lk)