Simple Robots, Smart Algorithms - Plato AiStream V2.1

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Простые роботы, умные алгоритмы

Когда датчики, связь, память и вычисления удалены из группы простых роботов, определенные наборы сложных задач все равно можно выполнять, используя физические характеристики роботов — черту, которую группа исследователей под руководством Технологического института Джорджии называет «воплощением задачи». » КРЕДИТ Шэнкай Ли, Технологический институт Джорджии

Абстрактные:
Любой, у кого есть дети, знает, что, хотя контролировать одного ребенка может быть сложно, контролировать сразу нескольких детей практически невозможно. Заставить стаи роботов работать коллективно может оказаться столь же сложной задачей, если исследователи не будут тщательно хореографировать их взаимодействие (как самолеты в строю) с использованием все более сложных компонентов и алгоритмов. Но чего можно добиться надежно, если имеющиеся роботы просты, непоследовательны и не имеют сложного программирования для скоординированного поведения?

Простые роботы, умные алгоритмы

Атланта, Джорджия | Опубликовано 30 апреля 2021 г.

Команда исследователей во главе с Даной Рэндалл, профессором вычислительной техники ADVANCE, и Дэниелом Голдманом, профессором физики семьи Данн из Технологического института Джорджии, стремилась показать, что даже самые простые роботы все же могут выполнять задачи, намного превосходящие возможности одного. или даже несколько из них. Цель выполнения этих задач с помощью того, что команда назвала «тупыми роботами» (по сути, мобильными гранулированными частицами), превзошла их ожидания, и исследователи сообщают, что они могут удалить все датчики, средства связи, память и вычисления — и вместо этого выполнить набор задач с помощью используя физические характеристики роботов — черту, которую команда называет «воплощением задачи».

Созданные командой BOB-боты, или «боты, ведущие себя, организующие и жужжащие», названные в честь пионера гранулярной физики Боба Берингера, «настолько тупы, насколько это вообще возможно», объясняет Рэндалл. «Их цилиндрическое шасси имеет вибрирующие щетки внизу и свободные магниты по периферии, что заставляет их проводить больше времени в местах с большим количеством соседей». Экспериментальная платформа была дополнена точным компьютерным моделированием под руководством студента-физика Технологического института Джорджии Шенгкаем Ли как способа изучения аспектов системы, которые неудобно изучать в лаборатории.

Несмотря на простоту BOBbots, исследователи обнаружили, что, когда роботы движутся и сталкиваются друг с другом, «формируются компактные агрегаты, способные коллективно убирать мусор, который слишком тяжел для перемещения в одиночку», по словам Голдмана. «В то время как большинство людей создают все более сложных и дорогих роботов, чтобы гарантировать координацию, мы хотели посмотреть, какие сложные задачи можно выполнить с помощью очень простых роботов».

Их работа, как сообщалось 23 апреля 2021 года в журнале Science Advances, была вдохновлена теоретической моделью частиц, движущихся по шахматной доске. Теоретическая абстракция, известная как самоорганизующаяся система частиц, была разработана для тщательного изучения математической модели БОБботов. Используя идеи теории вероятностей, статистической физики и стохастических алгоритмов, исследователи смогли доказать, что теоретическая модель претерпевает фазовый переход по мере увеличения магнитных взаимодействий — резко переходя от дисперсного состояния к агрегированию в большие компактные кластеры, аналогично фазовым изменениям, которые мы наблюдаем. в обычных повседневных системах, таких как вода и лед.

«Тщательный анализ не только показал нам, как создавать BOB-ботов, но также выявил присущую нашему алгоритму надежность, которая позволяла некоторым роботам быть неисправными или непредсказуемыми», — отмечает Рэндалл, который также является профессором компьютерных наук и адъюнктом. профессор математики Технологического института Джорджии.

###

Сотрудничество основано на экспериментах и моделировании, также разработанных Бахнисихой Даттой, Рамом Авинери и Энесом Айдином из Технологического института Джорджии, а также на теоретических работах Андреа Ричи и Джошуа Даймуда из Университета штата Аризона и Сары Кэннон из колледжа Клермонт Маккенна, недавний выпускник Технологического института Джорджии.

Эта работа является частью Междисциплинарной университетской исследовательской инициативы (MURI), финансируемой Исследовательским управлением армии (ARO) с целью изучения основ новых вычислений и коллективного интеллекта.

Финансирование: Эта работа была поддержана Министерством обороны в соответствии с наградой MURI №. W911NF-19-1-0233 и наградами NSF DMS-1803325 (SC); CCF-1422603, CCF-1637393 и CCF-1733680 (AWR); CCF-1637031 и CCF-1733812 (DR и DIG); и CCF-1526900 (DR).

####

О Технологическом институте Джорджии
Технологический институт Джорджии, или Технологический институт Джорджии, входит в десятку лучших государственных исследовательских университетов, разрабатывающих лидеров, которые продвигают технологии и улучшают условия жизни людей. Институт предлагает степени в области бизнеса, вычислительной техники, дизайна, инженерии, гуманитарных наук и наук. Его почти 10 40,000 студентов, представляющих 50 штатов и 149 стран, обучаются в главном кампусе в Атланте, в кампусах во Франции и Китае, а также посредством дистанционного и онлайн-обучения. Как ведущий технологический университет, Технологический университет Джорджии является двигателем экономического развития Джорджии, Юго-Востока и страны, проводя исследования на сумму более 1 миллиарда долларов в год для правительства, промышленности и общества.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Трейси А. Ривз
404-660-2929

Джесс Хант-Ральстон
Коммуникации - Колледж наук
(404) 385-5207

@GeorgiaTech

Авторские права © Технологический институт Джорджии

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: