Simple Robots, Smart Algorithms - Plato AiStream V2.1

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Simpele robots, slimme algoritmen

Wanneer sensoren, communicatie, geheugen en berekeningen uit een groep eenvoudige robots worden verwijderd, kunnen bepaalde complexe taken nog steeds worden uitgevoerd door gebruik te maken van de fysieke kenmerken van de robots, een eigenschap die een team van onderzoekers onder leiding van Georgia Tech 'taakuitvoering' noemt. " KREDIET Shengkai Li, Georgia Tech

Wanneer sensoren, communicatie, geheugen en berekeningen worden verwijderd uit een groep eenvoudige robots, kunnen bepaalde complexe taken nog steeds worden uitgevoerd door gebruik te maken van de fysieke kenmerken van de robots, een eigenschap die een team van onderzoekers onder leiding van Georgia Tech 'taakuitvoering' noemt. " KREDIET Shengkai Li, Georgia Tech

Abstract:
Iedereen met kinderen weet dat hoewel het beheersen van één kind moeilijk kan zijn, het beheersen van meerdere kinderen bijna onmogelijk kan zijn. Zwermen robots gezamenlijk aan het werk krijgen kan net zo uitdagend zijn, tenzij onderzoekers hun interacties - zoals vliegtuigen in formatie - zorgvuldig choreograferen met behulp van steeds geavanceerdere componenten en algoritmen. Maar wat kan op betrouwbare wijze worden bereikt als de beschikbare robots eenvoudig en inconsistent zijn en geen geavanceerde programmering voor gecoördineerd gedrag hebben?

Simpele robots, slimme algoritmen

Atlanta, GA | Geplaatst op 30 april 2021

Een team van onderzoekers onder leiding van Dana Randall, ADVANCE Professor of Computing en Daniel Goldman, Dunn Family Professor of Physics, beiden aan het Georgia Institute of Technology, probeerde aan te tonen dat zelfs de eenvoudigste robots nog steeds taken kunnen uitvoeren die ver te boven gaan. of zelfs een paar van hen. Het doel om deze taken uit te voeren met wat het team 'domme robots' noemde (in wezen mobiele granulaire deeltjes) overtrof hun verwachtingen, en de onderzoekers melden dat ze alle sensoren, communicatie, geheugen en berekeningen konden verwijderen - en in plaats daarvan een reeks taken konden volbrengen door middel van gebruikmakend van de fysieke kenmerken van de robots, een eigenschap die het team 'taakuitvoering' noemt.

De BOBbots van het team, of 'gedragende, organiserende, zoemende bots' die genoemd zijn naar de pionier op het gebied van granulaire fysica Bob Behringer, zijn 'ongeveer net zo dom als ze kunnen', legt Randall uit. "Hun cilindrische chassis heeft trillende borstels aan de onderkant en losse magneten aan de rand, waardoor ze meer tijd doorbrengen op locaties met meer buren." Het experimentele platform werd aangevuld met nauwkeurige computersimulaties onder leiding van Georgia Tech natuurkundestudent Shengkai Li, als een manier om aspecten van het systeem te bestuderen die lastig zijn om in het laboratorium te bestuderen.

Ondanks de eenvoud van de BOBbots, ontdekten de onderzoekers dat, terwijl de robots bewegen en tegen elkaar botsen, er "compacte aggregaten ontstaan die in staat zijn om collectief puin op te ruimen dat te zwaar is om alleen te kunnen bewegen", aldus Goldman. "Hoewel de meeste mensen steeds complexere en duurdere robots bouwen om coördinatie te garanderen, wilden we zien welke complexe taken konden worden uitgevoerd met zeer eenvoudige robots."

Hun werk, zoals gerapporteerd op 23 april 2021 in het tijdschrift Science Advances, werd geïnspireerd door een theoretisch model van deeltjes die op een schaakbord bewegen. Een theoretische abstractie, bekend als een zelforganiserend deeltjessysteem, werd ontwikkeld om een wiskundig model van de BOBbots grondig te bestuderen. Met behulp van ideeën uit de waarschijnlijkheidstheorie, statistische fysica en stochastische algoritmen konden de onderzoekers bewijzen dat het theoretische model een faseverandering ondergaat naarmate de magnetische interacties toenemen - abrupt veranderend van verspreid naar geaggregeerd in grote, compacte clusters, vergelijkbaar met faseveranderingen die we zien. in alledaagse systemen, zoals water en ijs.

"De rigoureuze analyse liet ons niet alleen zien hoe we de BOBbots moesten bouwen, maar onthulde ook een inherente robuustheid van ons algoritme waardoor sommige robots defect of onvoorspelbaar waren", merkt Randall op, die ook dienst doet als hoogleraar informatica en adjunct. hoogleraar wiskunde aan Georgia Tech.

###

De samenwerking is gebaseerd op experimenten en simulaties die ook zijn ontworpen door Bahnisikha Dutta, Ram Avinery en Enes Aydin van Georgia Tech, evenals op theoretisch werk van Andrea Richa en Joshua Daymude van de Arizona State University, en Sarah Cannon van Claremont McKenna College, die een recent afgestudeerde Georgia Tech.

Dit werk maakt deel uit van een multidisciplinair universitair onderzoeksinitiatief (MURI) dat wordt gefinancierd door het Army Research Office (ARO) om de grondslagen van opkomende berekeningen en collectieve intelligentie te bestuderen.

Financiering: dit werk werd ondersteund door het ministerie van Defensie onder MURI-onderscheiding nr. W911NF-19-1-0233 en door NSF onderscheidingen DMS-1803325 (SC); CCF-1422603, CCF-1637393 en CCF-1733680 (AWR); CCF-1637031 en CCF-1733812 (DR en DIG); en CCF-1526900 (DR).

####

Over Georgia Institute of Technology
Het Georgia Institute of Technology, of Georgia Tech, is een top 10 van openbare onderzoeksuniversiteiten die leiders ontwikkelt die technologie bevorderen en de menselijke conditie verbeteren. Het instituut biedt diploma's in het bedrijfsleven, informatica, ontwerp, techniek, vrije kunsten en wetenschappen. De bijna 40,000 studenten, die 50 staten en 149 landen vertegenwoordigen, studeren op de hoofdcampus in Atlanta, op campussen in Frankrijk en China, en via afstands- en online leren. Als toonaangevende technologische universiteit is Georgia Tech een motor van economische ontwikkeling voor Georgië, het zuidoosten en de natie, met jaarlijks meer dan $ 1 miljard aan onderzoek voor de overheid, de industrie en de samenleving.

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Tracey A. Reeves
404-660-2929

Jess Hunt-Ralston
Communicatie - College of Sciences
(404) 385-5207

@GeorgiaTech

Auteursrecht © Georgia Institute of Technology

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: