सरल रोबोट, स्मार्ट एल्गोरिदम

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जब सरल रोबोटों के समूह से सेंसर, संचार, मेमोरी और गणना को हटा दिया जाता है, तब भी रोबोट की भौतिक विशेषताओं का लाभ उठाकर कुछ जटिल कार्यों को पूरा किया जा सकता है, एक विशेषता जिसे जॉर्जिया टेक के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम "कार्य अवतार" कहती है। " क्रेडिट शेंगकाई ली, जॉर्जिया टेक

जब सरल रोबोटों के समूह से सेंसर, संचार, मेमोरी और गणना हटा दी जाती है, तब भी रोबोट की भौतिक विशेषताओं का लाभ उठाकर कुछ जटिल कार्यों को पूरा किया जा सकता है, एक विशेषता जिसे जॉर्जिया टेक के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम "कार्य अवतार" कहती है। ” क्रेडिट शेंगकाई ली, जॉर्जिया टेक

सार:
बच्चों के साथ कोई भी जानता है कि एक बच्चे को नियंत्रित करना कठिन हो सकता है, एक साथ कई को नियंत्रित करना लगभग असंभव हो सकता है। सामूहिक रूप से काम करने के लिए रोबोटों के झुंड प्राप्त करना समान रूप से चुनौतीपूर्ण हो सकता है, जब तक कि शोधकर्ता सावधानी से अपने इंटरैक्शन को कोरियोग्राफ नहीं करते हैं - जैसे कि निर्माण में विमानों - तेजी से परिष्कृत घटकों और एल्गोरिदम का उपयोग करना। लेकिन जब हाथ पर रोबोट सरल, असंगत और समन्वित व्यवहार के लिए परिष्कृत प्रोग्रामिंग की कमी है, तो क्या विश्वसनीय रूप से पूरा किया जा सकता है?

अटलांटा, जीए | 30 अप्रैल, 2021 को पोस्ट किया गया

जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में डाना रान्डल, कम्प्यूटिंग प्रोफेसर और डैनियल गोल्डमैन, भौतिकी के डैन परिवार के प्रोफेसर के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह दिखाने की कोशिश की कि सबसे सरल रोबोट अभी भी एक की क्षमताओं से परे कार्यों को अच्छी तरह से पूरा कर सकते हैं। या उनमें से कुछ भी। इन कार्यों को पूरा करने का लक्ष्य टीम ने "गूंगा रोबोट" (अनिवार्य रूप से मोबाइल ग्रेन्युलर कण) करार दिया था, जो उनकी अपेक्षाओं से अधिक था, और शोधकर्ताओं ने सभी सेंसर, संचार, मेमोरी और कम्प्यूटेशन को हटाने में सक्षम होने की रिपोर्ट दी - और इसके बजाय कार्यों का एक सेट पूरा करने के बाद। रोबोट की शारीरिक विशेषताओं का लाभ उठाते हुए, एक लक्षण जो टीम को "कार्य अवतार" कहता है।

रान्डल बताते हैं कि टीम के BOBbots, या "व्यवहार करना, आयोजन करना, बॉट्स बॉट्स" को ग्रैन्युलर फिजिक्स के अग्रणी बॉब बेहिंगर के नाम पर रखा गया था, वे "गूंगे के रूप में हैं।" "उनकी बेलनाकार चेसिस में उनके नीचे की ओर कंपन ब्रश और ढीले मैग्नेट होते हैं, जिससे वे अधिक पड़ोसियों के साथ स्थानों पर अधिक समय बिताते हैं।" प्रयोगात्मक प्लेटफ़ॉर्म को जॉर्जिया टेक भौतिकी के छात्र शेंगकाई ली के नेतृत्व में सटीक कंप्यूटर सिमुलेशन द्वारा पूरक किया गया था, ताकि लैब में अध्ययन करने के लिए सिस्टम असुविधाजनक पहलुओं का अध्ययन किया जा सके।

गोल्डमैन के अनुसार, BOBbots की सादगी के बावजूद, शोधकर्ताओं ने पाया कि जैसे-जैसे रोबोट चलते हैं और एक-दूसरे से टकराते हैं, "कॉम्पैक्ट एग्रीगेट फॉर्म, जो अकेले इकट्ठा करने के लिए भारी मात्रा में मलबे को हटाने में सक्षम हैं,"। "जबकि ज्यादातर लोग समन्वय की गारंटी देने के लिए तेजी से जटिल और महंगे रोबोट का निर्माण करते हैं, हम यह देखना चाहते थे कि बहुत सरल रोबोट के साथ कौन से जटिल कार्य पूरे किए जा सकते हैं।"

जर्नल एडवांस में 23 अप्रैल, 2021 की रिपोर्ट के अनुसार उनका काम, एक चौखट पर घूमने वाले कणों के एक सैद्धांतिक मॉडल से प्रेरित था। एक आत्म-संयोजक कण प्रणाली के रूप में जाना जाने वाला एक सैद्धांतिक अमूर्त BOBbots के गणितीय मॉडल का कठोरता से अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। संभाव्यता सिद्धांत, सांख्यिकीय भौतिकी और स्टोकेस्टिक एल्गोरिदम से विचारों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता यह साबित करने में सक्षम थे कि सैद्धांतिक मॉडल एक चरण परिवर्तन से गुजरता है क्योंकि चुंबकीय इंटरैक्शन बढ़ता है - अचानक फैलने से बड़े, कॉम्पैक्ट समूहों में एकत्रीकरण से बदलते हुए, चरण परिवर्तनों के समान। पानी और बर्फ की तरह आम रोजमर्रा की प्रणालियों में।

कंप्यूटर विज्ञान और सहायक के प्रोफेसर के रूप में काम करने वाले रान्डल ने कहा, "कठोर विश्लेषण ने न केवल हमें दिखाया कि कैसे BOBbots का निर्माण करना है, बल्कि हमारे एल्गोरिथ्म की एक अंतर्निहित मजबूती का भी पता चला है जिससे कुछ रोबोट दोषपूर्ण या अप्रत्याशित हो सकते हैं।" जॉर्जिया टेक में गणित के प्रोफेसर।

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यह सहयोग जॉर्जिया के टेक से बहनीसिखा दत्ता, राम एवेकिन और एनेस आयडिन द्वारा डिजाइन किए गए प्रयोगों और सिमुलेशन पर आधारित है, साथ ही एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी से एंड्रिया ऋचा और जोशुआ डेमुडे द्वारा सैद्धांतिक काम पर, और क्लेयरमोंट मैककेना कॉलेज से सारा तोप, जो है हाल ही में जॉर्जिया टेक स्नातक।

यह काम आर्मी रिसर्च ऑफिस (एआरओ) द्वारा वित्त पोषित एक बहु-विषयक विश्वविद्यालय अनुसंधान पहल (एमओआरआई) का हिस्सा है, जो उभरते अभिकलन और सामूहिक बुद्धिमत्ता की नींव का अध्ययन करता है।

अनुदान: इस कार्य को रक्षा विभाग द्वारा MURI पुरस्कार सं। W911NF-19-1-0233 और NSF पुरस्कार DMS-1803325 (SC) द्वारा; CCF-1422603, CCF-1637393, और CCF-1733680 (AWR); CCF-1637031 और CCF-1733812 (DR और DIG); और CCF-1526900 (DR)।

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जॉर्जिया प्रौद्योगिकी संस्थान के बारे में
जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, या जॉर्जिया टेक, एक शीर्ष 10 सार्वजनिक अनुसंधान विश्वविद्यालय विकासशील नेता हैं जो प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाते हैं और मानव स्थिति में सुधार करते हैं। संस्थान व्यवसाय, कंप्यूटिंग, डिजाइन, इंजीनियरिंग, उदार कला और विज्ञान की डिग्री प्रदान करता है। इसके लगभग 40,000 छात्र, 50 राज्यों और 149 देशों का प्रतिनिधित्व करते हैं, अटलांटा में मुख्य परिसर में, फ्रांस और चीन के परिसरों में और दूरी और ऑनलाइन सीखने के माध्यम से अध्ययन करते हैं। एक अग्रणी तकनीकी विश्वविद्यालय के रूप में, जॉर्जिया टेक जॉर्जिया, दक्षिणपूर्व और देश के लिए आर्थिक विकास का एक इंजन है, जो सरकार, उद्योग और समाज के लिए सालाना 1 बिलियन डॉलर से अधिक का शोध करता है।

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