Lihtsad robotid, nutikad algoritmid

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Avaleht > press > Lihtsad robotid, nutikad algoritmid

Kui andurid, side, mälu ja arvutused eemaldatakse lihtsate robotite rühmast, saab teatud keerulisi ülesandeid siiski täita, kasutades robotite füüsilisi omadusi, mida Georgia Techi juhitud teadlaste meeskond nimetab "ülesande kehastuseks". ” KREDIT Shengkai Li, Georgia Tech

Abstraktne:
Igaüks, kellel on lapsi, teab, et kuigi ühe lapse kontrollimine võib olla raske, võib paljude korraga kontrollimine olla peaaegu võimatu. Robotite parvede kollektiivselt tööle panemine võib olla sama keeruline, välja arvatud juhul, kui teadlased koostavad oma interaktsioonide – nagu lennukite moodustumise – hoolikalt koreografeerimise, kasutades järjest keerukamaid komponente ja algoritme. Mida saab aga usaldusväärselt saavutada, kui käepärast olevad robotid on lihtsad, ebajärjekindlad ja neil puudub koordineeritud käitumise jaoks keerukas programmeerimine?

Lihtsad robotid, nutikad algoritmid

Atlanta, GA | Postitatud 30. aprillil 2021

Gruusia tehnoloogiainstituudi teadlaste meeskond eesotsas ADVANCE'i andmetöötluse professori Dana Randalli ja Dunni perekonna füüsikaprofessori Daniel Goldmaniga püüdis näidata, et isegi kõige lihtsamad robotid suudavad siiski täita ülesandeid, mis ületavad ühe inimese võimeid. või isegi mõned neist. Eesmärk täita need ülesanded, mida meeskond nimetas "rumalateks robotiteks" (põhimõtteliselt liikuvateks granuleeritud osakesteks), ületas nende ootused ning teadlased teatavad, et nad suudavad eemaldada kõik andurid, side, mälu ja arvutused – ning selle asemel täita ülesanded robotite füüsiliste omaduste võimendamine, mida meeskond nimetab "ülesande kehastuseks".

Meeskonna BOBbotid ehk käituvad, organiseerivad, sumisevad robotid, mis said nime granulaarse füüsika pioneeri Bob Behringeri järgi, on "umbes nii lollid, kui üldse ollakse," selgitab Randall. "Nende silindrilise šassii all on vibreerivad harjad ja nende perifeeria lahtised magnetid, mistõttu nad veedavad rohkem aega kohtades, kus on rohkem naabreid." Eksperimentaalset platvormi täiendasid Georgia Techi füüsikatudengi Shengkai Li juhitud täpsed arvutisimulatsioonid, et uurida süsteemi aspekte, mida laboris uurimine on ebamugav.

Vaatamata BOBbotide lihtsusele avastasid teadlased, et kui robotid liiguvad ja üksteisega kokku põrkuvad, "moodustuvad kompaktsed agregaadid, mis suudavad kollektiivselt koristada prahti, mis on üksi liikumiseks liiga raske", ütles Goldman. "Kuigi enamik inimesi ehitab koordineerimise tagamiseks üha keerukamaid ja kallimaid roboteid, tahtsime näha, milliseid keerulisi ülesandeid saab täita väga lihtsate robotitega."

Nende töö, nagu teatati 23. aprillil 2021 ajakirjas Science Advances, oli inspireeritud malelaual ringi liikuvate osakeste teoreetilisest mudelist. BOBbotide matemaatilise mudeli täpseks uurimiseks töötati välja teoreetiline abstraktsioon, mida tuntakse iseorganiseeruva osakeste süsteemina. Kasutades tõenäosusteooria, statistilise füüsika ja stohhastiliste algoritmide ideid, suutsid teadlased tõestada, et teoreetiline mudel läbib magnetilise vastasmõju suurenedes faasimuutuse – muutudes järsult hajutatult suurtes kompaktsetes klastrites agregeeruvaks, sarnaselt meie nähtavatele faasimuutustele. tavalistes igapäevasüsteemides, nagu vesi ja jää.

"Rangi analüüs ei näidanud meile mitte ainult BOBbotide loomist, vaid näitas ka meie algoritmi loomupärast tugevust, mis võimaldas mõnel robotil olla vigane või ettearvamatu," märgib Randall, kes töötab ka arvutiteaduse professorina ja abina. Georgia Techi matemaatikaprofessor.

# # #

Koostöö põhineb eksperimentidel ja simulatsioonidel, mille on kavandanud ka Bahnisikha Dutta, Ram Avinery ja Enes Aydin Georgia Techist, samuti Andrea Richa ja Joshua Daymude'i teoreetilisest tööst Arizona osariigi ülikoolist ning Sarah Cannoni Claremont McKenna kolledžist, kes on hiljuti lõpetanud Georgia Tech.

See töö on osa multidistsiplinaarsest ülikooli uurimisalgatusest (MURI), mida rahastab armee uurimisbüroo (ARO), et uurida esilekerkiva arvutuse ja kollektiivse luure aluseid.

Rahastamine: Seda tööd toetas kaitseministeerium MURI auhinna nr. W911NF-19-1-0233 ja NSF auhindadega DMS-1803325 (SC); CCF-1422603, CCF-1637393 ja CCF-1733680 (AWR); CCF-1637031 ja CCF-1733812 (DR ja DIG); ja CCF-1526900 (DR).

####

Georgia Tehnoloogiainstituudi kohta
Georgia Tehnoloogiainstituut ehk Georgia Tech on 10 parimat avalik-õiguslikku teadusülikooli, mis arendab juhte, kes edendavad tehnoloogiat ja parandavad inimeste seisundit. Instituut pakub äri-, andmetöötlus-, disaini-, inseneri-, vabade kunstide ja loodusteaduste kraade. Selle ligi 40,000 50 õpilast, kes esindavad 149 osariiki ja 1 riiki, õpivad Atlanta pealinnas, Prantsusmaa ja Hiina ülikoolilinnakutes ning kaug- ja veebipõhises õppes. Juhtiva tehnoloogiaülikoolina on Georgia Tech Gruusia, kaguosa ja riigi majandusarengu mootoriks, tehes igal aastal valitsusele, tööstusele ja ühiskonnale rohkem kui XNUMX miljardi dollari väärtuses teadusuuringuid.

Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin

Kontaktid:
Tracey A. Reeves
404-660-2929

Jess Hunt-Ralston
Kommunikatsioon – Teaduste Kõrgkool
(404) 385-5207

@GeorgiaTech

Autoriõigus © Georgia Tehnoloogiainstituut

Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.

Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.

Järjehoidja: