Pencerobohan Swarmbot: Bagaimana robot kecil akan menyelesaikan masalah besar

Sudah lama mereka berada di antara kita. Microbots kecil yang bekerjasama untuk memerangi penyakit, mencari askar yang hilang, atau bahkan membina struktur baru telah muncul dalam filem fiksyen ilmiah seperti Minority Report pada masa lalu. Beberapa syarikat, termasuk IBM dan HP, telah menunjukkan bagaimana beberapa robot kecil dapat berkomunikasi antara satu sama lain untuk menyelesaikan sesuatu tugas.

Kini, penyelidik Harvard telah mengembangkan kilobot, robot kecil yang berharga hanya $ 14 untuk membina dan berkomunikasi menggunakan inframerah. Perbezaan utama: beratus-ratus bahkan ribuan kilobots dapat melakukan tugas yang rumit. Pada masa akan datang, bot-bot ini dapat menjadi landasan untuk pemasangan prototaip cepat. Bayangkan ribuan kilobots membina jambatan atau pencakar langit, atau memasuki zon perang untuk mencari pemasangan musuh dan melumpuhkan senjata satu persatu.

Mike Rubenstein adalah rakan pasca doktoral yang bekerja di Kumpulan Penyelidikan Sistem Organisasi Sendiri di Universiti Harvard. Dia menjelaskan bahawa bot kecil menggunakan dua motor getaran untuk bergerak, dan berkomunikasi dengan bot lain dengan mengirimkan cahaya inframerah ke permukaan - mereka mengetahui lokasi bot lain dengan membaca intensiti cahaya.

Kumpulan swarmbotsPerbezaan utama, katanya, antara beberapa swarmbots sebelumnya dan kilobit, adalah bahawa bot baru adalah robot asli: Mereka bekerja bersama, tetapi tidak hanya mengikuti jalan yang telah ditentukan. Mereka lebih seperti Roomba daripada kereta RC yang hanya mengikut arahan pengendali. Dengan Roomba, bot memiliki kecerdasan yang cukup untuk memantau persekitaran mencari halangan dan menggunakan ribuan algoritma untuk mencari jalan yang optimum.

"Aplikasi jangka pendek utama adalah untuk menguji algoritma kawanan pada sistem robot berskala besar," kata Rubenstein. "Kami dapat memprogram mereka untuk bergerak dan berinteraksi dengan robot tetangga. Terdapat banyak tingkah laku yang mungkin dilakukan, setakat ini kita telah berusaha mencari dan menjelajah. "

Rubenstein mengatakan bahawa dia dapat membayangkan senario masa depan di mana bot tersebut digunakan untuk penglibatan tentera. Pasukan ini telah mengembangkan peta jalan, yang disebut Termes, untuk bagaimana kilobots dapat membangun struktur 3D. Pasukan ini sedang mengerjakan penyebaran skala besar untuk kilobots. Rubenstein juga membayangkan bot yang digunakan untuk pendidikan, apa yang disebutnya "navigasi kenderaan berkelompok" dan untuk pemetaan persekitaran - teknik yang mendekati bagaimana wilayah akan kelihatan seperti kakisan atau setelah kesan perubahan iklim.

Senario perubatan

Contoh lain dari interaksi swarmbot yang besar melibatkan apa yang disebut "zarah ninja" yang sedang dikembangkan IBM. Bot polimer kecil ini berfungsi seperti sel di dalam badan anda - ia mengandungi cas elektrik, dan tertarik kepada agen berjangkit di dalam badan seperti magnet. Doktor boleh menggunakan zarah ninja yang berfungsi secara automatik di dalam badan untuk mencari luka dan mula memperbaiki sel yang rosak.

“Setelah polimer ini bersentuhan dengan air di dalam atau di badan, mereka akan tersusun sendiri menjadi struktur nano yang dirancang untuk menargetkan membran bakteria berdasarkan interaksi elektrostatik dan menerobos membran sel dan dindingnya. Sifat fizikal tindakan ini mencegah bakteria mengembangkan daya tahan terhadap nanopartikel ini, ”kata Jim Hedrick, seorang penyelidik di IBM.

"Ejen ini menghalang bakteria daripada mengembangkan ketahanan terhadap ubat dengan benar-benar menembus dinding sel dan membran bakteria, cara serangan yang berbeza secara asasnya berbanding dengan antibiotik tradisional," kata Hedrick. Konsep kawanan, serupa dengan apa yang dikembangkan oleh Rubenstein, bermaksud setiap polimer individu tidak dapat menyelesaikan misi dengan sendirinya tetapi harus bekerjasama dengan agen lain untuk melawan jangkitan dan mengubah sel di dalam badan.

Menariknya, Hedrick mengatakan bahawa partikel ninja dapat digunakan untuk aplikasi komersial juga, bukan hanya di bidang perubatan atau di makmal penyelidikan. Dia mengatakan struktur nano boleh digunakan untuk sabun tangan, deodoran, tisu lap, dan pembersih tangan untuk melawan jangkitan. Mereka juga dapat digunakan untuk melawan jangkitan besar seperti tuberkulosis dan penyakit paru-paru. Setelah zarah-zarah diprogram, mereka menjalankan "misi" mereka dan secara semula jadi larut.

Senario masa depan

Rubenstein ragu-ragu untuk berteori tentang senario kilobot masa depan. Namun, mudah dibayangkan bagaimana swarmbots dapat menjadi sebahagian dari kehidupan seharian kita. Sama ada mempunyai ribuan bot membina jambatan, mencari jangkitan, atau memerangi pertempuran kita boleh menyebabkan microarmageddon adalah persoalan lain. Namun, idea sensor pada objek fizikal sudah menjadi kenyataan.

Salah satu contohnya ialah bola keranjang 94Fifty, yang dijual dengan harga sekitar $ 3,000. Bola mengandungi sensor yang berkomunikasi dengan perisian untuk menganalisis tembakan pemain. Perisian ini dapat digunakan untuk melatih pemain baru mengenai mekanik menembak, dan data dapat digunakan untuk seluruh tim untuk menganalisis bagaimana mereka bermain permainan dan bagaimana meningkatkan kemampuan mereka. Analisis "sarang" ini, sudah menjadi kenyataan, menunjukkan bagaimana sensor tertanam dapat bekerjasama dalam satu pasukan.

Swarmbots menggunakan konsep yang serupa: Mereka dapat dimasukkan ke dalam objek fizikal, berkomunikasi antara satu sama lain, dan kemudian melaporkan kegiatan mereka kembali ke pelayan pusat.

Itu sangat menarik dalam senario pertempuran. Swarmbots boleh berfungsi seperti iRobot 110 FirstLook baru, bot penyebaran cepat yang anda lemparkan ke tanah.

Bot ini dapat menahan penurunan 15 kaki dan tahan air hingga 3 kaki. Walaupun tidak berukuran mikrob (masing-masing FirstLook kira-kira sepuluh inci dan berat lima paun) mereka dapat bekerja di sarang, serupa dengan bagaimana pengaturcara merancang sekumpulan vakum iRobot Roomba untuk membersihkan kawasan yang luas. Kami baru-baru ini menyaksikan dua Roombas bekerjasama untuk mengosongkan bilik, saling menghindar dan berkomunikasi untuk menyelesaikan kerja pembersihan pada separuh masa.

Bot FirstLook sudah menggunakan cahaya inframerah untuk mencari laluan di medan perang. Walaupun mereka tidak berfungsi secara autonomi dan belum berkomunikasi satu sama lain, mudah untuk membayangkan bagaimana bot semacam ini dapat menyelaraskan misi eksplorasi di wilayah musuh.

Drone Swarmbot dapat melakukan tugas pengawasan seperti yang terlihat dalam permainan Ghost Recon: Future Soldier yang akan datang oleh Ubisoft, memberikan pengintaian yang membuat keselamatan para prajurit. Sudah tentu, senario masa depan ini mungkin kelihatan seperti fiksyen sains. Terdapat pertanyaan mengenai biaya untuk setiap bot di medan perang, dan para pegawai tentera tidak sabar menggunakan robot dalam situasi pertempuran kerana implikasi moral (manusia mempunyai kemampuan untuk membuat keputusan impuls yang lebih baik). Bot tentera digunakan terutamanya untuk meninjau medan perang hari ini.

Namun, seperti usaha robotik, itu akan berubah seiring peningkatan AI. Swarmbots dapat diprogram dengan kumpulan failafe yang lebih kuat daripada bot individu. Mereka dapat dikirim ke zona perang untuk mencari tentera yang cedera, memperbaiki kenderaan, dan bahkan mematikan senjata musuh.

Buat masa ini, teknologi swarmbot berada pada tahap awal pengembangan. Kilobot adalah contoh terbaik setakat ini yang menunjukkan bagaimana bot kos rendah dapat melakukan tugas sederhana dan bekerjasama dalam gerombolan. Sama ada ini membawa kepada sekumpulan bot yang dapat memotong rumput anda, memperbaiki pagar, atau membina kubu pokok di halaman belakang anda masih belum diketahui.