Simple Robots, Smart Algorithms - Plato AiStream V2.1

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > רובוטים פשוטים, אלגוריתמים חכמים

When sensors, communication, memory and computation are removed from a group of simple robots, certain sets of complex tasks can still be accomplished by leveraging the robots’ physical characteristics, a trait that a team of researchers led by Georgia Tech calls “task embodiment.” CREDIT Shengkai Li, Georgia Tech

תקציר:
כל מי שיש לו ילדים יודע שלמרות ששליטה בילד אחד יכולה להיות קשה, שליטה ברבים בבת אחת יכולה להיות כמעט בלתי אפשרית. לגרום לנחילי רובוטים לעבוד ביחד יכול להיות מאתגר באותה מידה, אלא אם כן חוקרים כוריאוגרפיים בקפידה את האינטראקציות שלהם - כמו מטוסים בהתהוות - תוך שימוש ברכיבים ואלגוריתמים יותר ויותר מתוחכמים. אבל מה ניתן להשיג באופן אמין כאשר הרובוטים בהישג יד הם פשוטים, לא עקביים וחסרים תכנות מתוחכם להתנהגות מתואמת?

רובוטים פשוטים, אלגוריתמים חכמים

אטלנטה, ג'ורג'יה | פורסם ב-30 באפריל, 2021

צוות חוקרים בראשות דנה רנדל, פרופסור ADVANCE למחשוב ודניאל גולדמן, פרופסור משפחת דאן לפיזיקה, שניהם במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה, ביקשו להראות שאפילו הרובוטים הפשוטים ביותר עדיין יכולים לבצע משימות הרבה מעבר ליכולות של אחד, או אפילו כמה מהם. המטרה של ביצוע משימות אלה במה שהצוות כינה "רובוטים מטומטמים" (חלקיקים גרגירים ניידים בעצם) עלתה על הציפיות שלהם, והחוקרים מדווחים שהם מסוגלים להסיר את כל החיישנים, התקשורת, הזיכרון והחישוב - ובמקום זאת לבצע סדרה של משימות באמצעות מינוף המאפיינים הפיזיים של הרובוטים, תכונה שהצוות מכנה "התגלמות משימה".

ה-BOBbots של הצוות, או "בוטים של התנהגות, ארגון, זמזום" שנקראו על שם חלוץ הפיזיקה הגרעיני בוב בהרינגר, הם "בערך מטומטמים ככל שיהיו", מסביר רנדל. "למרכב הגלילי שלהם יש מברשות רוטטות מתחת ומגנטים רופפים בהיקפי, מה שגורם להם לבלות יותר זמן במקומות עם יותר שכנים." הפלטפורמה הניסויית נוספה על ידי הדמיות ממוחשבות מדויקות בהובלת הסטודנט לפיזיקה של ג'ורג'יה טק, שנגקאי לי, כדרך ללמוד היבטים של המערכת שאינם נוחים ללימוד במעבדה.

למרות הפשטות של ה-BOBbots, החוקרים גילו שכאשר הרובוטים נעים ומתנגשים זה בזה, "נוצרים אגרגטים קומפקטיים שמסוגלים לנקות ביחד פסולת כבדה מכדי שאחד לבד יוכל לזוז", לדברי גולדמן. "בעוד שרוב האנשים בונים רובוטים מורכבים ויקרים יותר ויותר כדי להבטיח תיאום, רצינו לראות אילו משימות מורכבות ניתן לבצע עם רובוטים פשוטים מאוד."

עבודתם, כפי שדווח ב-23 באפריל 2021 בכתב העת Science Advances, נוצרה בהשראת מודל תיאורטי של חלקיקים נעים על לוח שחמט. הפשטה תיאורטית הידועה כמערכת חלקיקים המארגנת את עצמה פותחה כדי ללמוד בקפדנות מודל מתמטי של ה- BOBbots. בעזרת רעיונות מתורת ההסתברות, פיזיקה סטטיסטית ואלגוריתמים סטוכסטיים, החוקרים הצליחו להוכיח שהמודל התיאורטי עובר שינוי פאזה ככל שהאינטראקציות המגנטיות מתגברות - משתנה בפתאומיות מפיזור להתקבצות באשכולות גדולים וקומפקטיים, בדומה לשינויי פאזה שאנו רואים. במערכות יומיומיות נפוצות, כמו מים וקרח.

"הניתוח הקפדני לא רק הראה לנו איך לבנות את ה-BOBbots, אלא גם חשף חוסן מובנה של האלגוריתם שלנו שאפשר לחלק מהרובוטים להיות פגומים או בלתי צפויים", מציין רנדל, המשמש גם כפרופסור למדעי המחשב ועזר. פרופסור למתמטיקה בג'ורג'יה טק.

# # #

שיתוף הפעולה מבוסס על ניסויים וסימולציות שתוכננו גם על ידי Bahnisikha Dutta, Ram Avinery ו-Enes Aydin מג'ורג'יה טק, וכן על עבודה תיאורטית של אנדריאה ריצ'ה וג'ושוע דיימוד מאוניברסיטת אריזונה סטייט, ושרה קאנון ממכללת Claremont McKenna, שהיא בוגר לאחרונה ג'ורג'יה טק.

עבודה זו היא חלק מיוזמת מחקר של אוניברסיטה רב-תחומית (MURI) הממומנת על ידי משרד המחקר של הצבא (ARO) כדי לחקור את היסודות של חישוב מתעורר ומודיעין קולקטיבי.

מימון: עבודה זו נתמכה על ידי משרד ההגנה תחת פרס MURI מס. W911NF-19-1-0233 ועל ידי NSF פרסי DMS-1803325 (SC); CCF-1422603, CCF-1637393 ו-CCF-1733680 (AWR); CCF-1637031 ו-CCF-1733812 (DR ו-DIG); ו-CCF-1526900 (DR).

####

אודות המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה
המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה, או ג'ורג'יה טק, הוא עשרת אוניברסיטאות המחקר הציבוריות המובילות בפיתוח מנהיגים המקדמים טכנולוגיה ומשפרים את המצב האנושי. המכון מציע תארים עסקיים, מחשוב, עיצוב, הנדסה, מקצועות חופשיים ומדעים. כמעט 10 הסטודנטים שלה, המייצגים 40,000 מדינות ו -50 מדינות, לומדים בקמפוס הראשי באטלנטה, בקמפוסים בצרפת ובסין ובאמצעות למידה מרחוק ולמידה מקוונת. כאוניברסיטה טכנולוגית מובילה, ג'ורג'יה טק היא מנוע פיתוח כלכלי לג'ורג'יה, דרום מזרח והאומה, ומנהלת יותר ממיליארד דולר במחקר מדיני לממשלה, לתעשייה ולחברה.

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
טרייסי א. ריבס
404-660-2929

ג'ס האנט-ראלסטון
תקשורת - המכללה למדעים
(404) 385-5207

@GeorgiaTech

זכויות יוצרים © המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: