Команда исследователей из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Колумбийской инженерной лаборатории и Массачусетского технологического института (CSAIL) создала роботизированный рой частиц, состоящий из отдельных компонентов, которые работают как одно целое. Такого типа робота еще не было.
Ход Липсон, профессор машиностроения в Columbia Engineering, сказал: «У нашего робота нет единой точки отказа и нет централизованного управления. Это все еще довольно примитивно, но теперь мы знаем, что эта фундаментальная парадигма роботов действительно возможна. Мы думаем, что это может даже объяснить, как группы клеток могут двигаться вместе, хотя отдельные клетки не могут».
Ученые уже много лет разрабатывают автономных роботов, но в основном они состоят из небиологических устройств, которые не способны лечить или расти. Тем не менее, новейшие роботы Columbia Engineering / MIT обладают удивительной способностью выполнять свои функции, даже если отдельные детали этого не делают.
Липсон, который руководит Лабораторией творческих машин, сказал: «Мы пытались фундаментально переосмыслить наш подход к робототехнике, чтобы выяснить, есть ли способ сделать роботов по-другому. Не просто сделать робота похожим на биологическое существо, но на самом деле сконструировать его как биологическую систему, чтобы создать что-то огромное по сложности и способностям, но состоящее из принципиально простых частей».
Исследователи разработали рой, используя идентичные частицы. Ключевые компоненты, индивидуальные по своей природе, могут выполнять простые движения, такие как расширение и сжатие. Однако, когда они объединены вместе; они превращаются в единое целое, которое может продолжать функционировать, даже если некоторые его части повреждены.
Директор CSAIL Даниэла Рус сказала: «Все существа в природе состоят из клеток, которые по-разному объединяются в организмы. При разработке роботов с частицами мы задаем вопрос: можем ли мы иметь роботизированные клетки, которые могут быть составлены по-разному для создания разных роботов?
Робот может иметь наилучшую форму, требуемую для выполнения задачи – змея, чтобы проползти через туннель, или машина с тремя руками для завода. Мы могли бы даже дать этим роботам-частицам возможность создавать самих себя. Предположим, например, что роботу нужна отвертка от стола – отвертка слишком далеко, чтобы добраться до нее. Что если робот сможет перетасовать свои клетки, чтобы вырастить очень длинную руку? Когда его цели меняются, его тело тоже может меняться».
Команда смоделировала движения своего роботизированного роя в симуляциях. Они использовали сотни и тысячи частиц, проверяя их на предмет перемещения объекта и обхода препятствий. Команда узнала, что рой способен противостоять как шумным помехам, так и выходу из строя отдельных компонентов.
«Мы обнаружили, что наши роботы-частицы поддерживают примерно половину своей полностью функционирующей скорости, даже когда 20 процентов частиц мертвы».
Удивительное исследование было опубликовано в журнале Nature.
