Архив блога

ИТ Новости

Робот-амёба выбирает дорогу, не используя мозг

Такуя Умедачи из Хиросимского университета (Япония) использовал когнитивные «способности»слизевиков в качестве образца при создании системы передвижения своего нового робота. Его конструкция включает пружины, «ноги», «протоплазму» и «распределённую вегетативную нервную систему». О своей работе учёный отчитался в журнале Advanced Robotics.
Зачем роботу какая-то «новая система передвижения»? Мы уже останавливались на том, что дроны хорошо передвигаются лишь в средах, обеспечивающих неплохую видимость, на плоской местности, с одинаково твёрдой несущей поверхностью, предпочтительно полностью изотропной, с простыми, легко моделируемыми закономерностями движения. Любое отклонение от этих установок будет означать аварию. И хотя по дорогам с твёрдым покрытием, воздуху и иным простым средам роботы передвигаются уже приемлемо, с прочей земной поверхностью пока всё плохо: дрон-танк всё ещё невозможен, хотя попытки создания телеуправляемого и полностью автоматического танкапредпринимались в СССР ещё в 1930-х. Чтобы двигаться по краю болота или через каменистое поле, нужна человеческая способность принимать решения, когда и куда повернуть.
Робот на механической основе пытается воспроизвести локомотивную систему с простейшей обратной связью, характерную для слизевиков. (Изображение Ishiguro Laboratory.)
Идея г-на Умедачи как раз заключалась в том, чтобы создать робота, совершенно не использующего мозг в процессе передвижения, но при этом способного сравниться с человеком по части безопасного перемещения в средах со сложными и неоднородными условиями. Для имитации движения слизевика вместо протоплазмы между оболочкой робота и его центром размещаются адаптивные пружины, обладающие изменяющейся в зависимости от твёрдости окружающих объектов упругостью. Для повышения упругости по каналам адаптивных пружин циркулирует сжатый воздух:
Слизевик как модель подходил идеально. У него нет мозга, по сути это амёба, которая при размножении сливается с собственным потомком. Множество клеточных ядер без оболочки проживают в нём совместно. Питается он другими бактериями, а чтобы добираться к новым источникам пищи, разработал сложное поведение и собственный метод движения.

Слизевик, пробираясь по стволу упавшего дерева, выбирает участки, где передвижение легче, а питательных бактерий больше. (Фото frankenstoen.)
Его сложность доходит до того, что если слизевика разрезать, а части удалить друг от друга на значительное расстояние, то рассечённые «детали» такой мегаклетки начнут ползти друг к другу. При этом механизм такого рода движения не вполне ясен, поскольку глаз у слизевика нет (как и нервной системы).







В то же время способность слизевика к движению через сложную поверхность изучена лучше. Похоже, что протоплазма просто движется вперёд, а встретив препятствие, начинает растекаться в стороны, пока не найдёт обхода. Кстати, используя эту способность, исследователи из Хоккайдского университета расположили слизевика на тарелке, где создали искусственные «горы» и препятствия, воспроизводящие рельеф префектуры Токио. Обходя преграды, слизевик воспроизвёл карту железных дорог этого района, проложенных по линии наименьшего сопротивления горному ландшафту, рекам и прочим препятствиям.
Робот-амёба строит свои движения по сходному принципу: встречая преграды, он «нащупывает» обход своей меняющей форму оболочкой. Самое главное — он практически не использует для движения свои электронные мозги, что одновременно позволяет упростить конструкцию и застраховать её от ошибочных решений, которые так свойственны наземным внедорожным дронам сегодня. При этом речь идёт не просто о движении, а о способности двигаться к определённому раздражителю, то есть об обратной связи перемещающегося робота и окружающей среды:
Наиболее перспективной чертой нового для роботов вида движения стала выявленная в ходе компьютерного моделирования способность эффективно преодолевать сужения и препятствия, характерные для реальных условий передвижения по сложному рельефу (см. ниже):
Ну а это видеоматериал, в котором Такуя Умедачи комментирует собственную разработку:
Подготовлено по материалам Technology Review.





Блог Работа КА Каталог Резюме Каталог Вакансии Горячие вакансии Freelance удаленная работа IT FreeSoft бесплатный софт Python news IT НовинкиФото нравится





Rambler's Top100HotLog

Отправить комментарий
Яндекс.Метрика Индекс цитированияРейтинг@Mail.ru