Už jsou mezi námi nějakou dobu. Drobní mikroboti, kteří společně bojují proti nemocem, hledají ztraceného vojáka nebo dokonce vytvářejí novou strukturu, se objevili ve sci-fi filmech jako Menšinová zpráva v minulosti. A několik společností, včetně IBM a HP, ukázalo, jak může několik malých robotů mezi sebou komunikovat a dokončit úkol.
Nyní vědci z Harvardu vyvinuli kilobot, malého robota, jehož stavba a komunikace za použití infračerveného záření stojí pouhých 14 $. Hlavní rozdíl: stovky nebo dokonce tisíce kilobotů mohly provádět složité úkoly. V budoucnu by tito roboti mohli připravit půdu pro rychlou montáž prototypů. Představte si tisíce kilobotů, jak stavějí most nebo dokonce mrakodrap, nebo vstupují do válečné zóny, aby našli nepřátelská zařízení a po jednom deaktivovali zbraně.
Mike Rubenstein je postdoktorandem pracujícím ve Výzkumné skupině pro samoorganizující se systémy na Harvardově univerzitě. Vysvětlil, že malí roboti používají k lokomoci dva vibrační motory a komunikují s ostatními roboty vysíláním infračerveného světla na povrch - znají umístění dalších robotů čtením intenzity světla.
Hlavní rozdíl mezi některými předchozími rojovými roboty a kilobitem spočívá v tom, že noví roboti jsou skuteční roboti: Pracují společně, ale nesledují pouze předem stanovenou cestu. Jsou spíš jako Roomba než RC auta, která pouze následují příkazy operátora. Díky robotu Roomba má robot dostatek inteligence k monitorování prostředí, kde hledá překážky a pomocí tisíců algoritmů hledá optimální trasu.
"Hlavní krátkodobá aplikace je pro testování rojových algoritmů na velkém robotickém systému," říká Rubenstein. "Můžeme jim naprogramovat pohyb a interakci se sousedními roboty." Existuje mnoho možných chování, zatím jsme pracovali na hledání potravy a průzkumu. “
Rubenstein říká, že si dokáže představit budoucí scénář, kdy jsou roboti využíváni k vojenským zásahům. Tým již vyvinul cestovní mapu nazvanou Termes, jak by kiloboti mohli vytvořit 3D strukturu. Tým pracuje na rozsáhlém nasazení pro kiloboty. Rubenstein také předpokládá použití robotů pro vzdělávání, takzvanou „skupinovou navigaci vozidel“ a pro environmentální mapování - techniku, která přibližuje, jak by region vypadal po korozi nebo po dopadech změny klimatu.
Lékařské scénáře
Další příklad masivní interakce rojeho robota zahrnuje takzvané „ninja částice“, které IBM vyvíjí. Tyto malé polymerní roboty fungují jako buňka ve vašem těle - obsahují elektrický náboj a jsou přitahovány k infekčním agens v těle jako magnet. Lékaři mohli použít částice ninja, které v těle pracují autonomně, k nalezení rány a zahájení opravy poškozených buněk.
"Jakmile tyto polymery přijdou do styku s vodou v těle nebo na těle, samy se sestaví do nanostruktury, která je navržena k cílení bakteriálních membrán na základě elektrostatické interakce a prolomení buněčných membrán a stěn." Fyzikální podstata této akce brání bakteriím ve vývoji odolnosti vůči těmto nanočásticím, “říká Jim Hedrick, výzkumný pracovník společnosti IBM.
"Tyto látky zabraňují bakteriím ve vývoji rezistence na léky tím, že skutečně prorazí buněčnou stěnu a membránu bakterií, což je zásadně odlišný způsob napadení ve srovnání s tradičními antibiotiky," říká Hedrick. Koncept roje, podobný tomu, který vyvíjí Rubenstein, znamená, že každý jednotlivý polymer nemůže splnit úkol sám, ale musí spolupracovat s ostatními agenty v boji proti infekci a změně buněk v těle.
Zajímavé je, že Hedrick říká, že částice ninja lze použít i pro komerční aplikace, nejen v lékařské oblasti nebo ve výzkumné laboratoři. Říká, že nanostruktury by mohly být zabudovány do mýdla na ruce, deodorantu, ubrousků na stůl a dezinfekčních prostředků na ruce v boji proti infekcím. Mohly by být také použity k boji proti závažným infekcím, jako je tuberkulóza a plicní onemocnění. Jakmile jsou částice naprogramovány, vykonají své „poslání“ a poté se přirozeně rozpustí.
Scénáře budoucnosti
Rubenstein váhal s teoretizováním o budoucích scénářích kilobotů. Přesto je snadné si představit, jak by se roje mohly stát součástí našeho každodenního života. Další otázkou je, zda by tisíce robotů stavějících mosty, nacházejících infekce nebo bojující v našich bitvách mohly vést k mikroarmagedonu. Myšlenka senzorů ve fyzických objektech je již realitou.
Jedním z příkladů je basketbal 94Fifty, který se prodává za přibližně 3 000 USD. Míč obsahuje senzor, který komunikuje se softwarem a analyzuje střelu hráče. Tento software lze použít k výcviku nových hráčů v mechanice střelby a data lze použít pro celý tým k analýze toho, jak hrají hru a jak zlepšit jejich schopnosti. Tato analýza „úlu“, již realita, ukazuje, jak mohou vestavěné senzory spolupracovat v týmu.
Swarmbots používají podobný koncept: Mohli by být vloženi do fyzických objektů, komunikovat mezi sebou a poté hlásit své aktivity zpět na centrální server.
To je zvláště zajímavé ve scénáři bitevního pole. Swarmbots by mohli fungovat jako nový iRobot 110 FirstLook, robot pro rychlé nasazení, kterého hodíte na zem.
Bot zvládne pokles o 15 stop a je vodotěsný až do 3 stop. I když nemají velikost mikrobotů (každý FirstLook je dlouhý asi deset palců a váží pět liber), mohli pracovat v úlu, podobně jako programátoři navrhli roj vysavačů iRobot Roomba k čištění velkých ploch. Nedávno jsme sledovali, jak dva roboti společně pracují na vysávání místnosti, vyhýbají se jeden druhému a komunikují, aby dokončili úklid za polovinu času.
Roboti FirstLook již používají infračervené světlo k hledání cest na bojišti. I když nepracují samostatně a zatím spolu nekomunikují, je snadné si představit, jak by tyto druhy robotů mohly koordinovat průzkumnou misi na nepřátelském území.
Drony Swarmbot mohly plnit úkoly dohledu, jak je vidět v nadcházejícím Ghost Recon: Future Soldier hra od Ubisoftu, která poskytuje průzkum, který udržuje vojáky v bezpečí. Tyto budoucí scénáře se samozřejmě mohou jevit jako sci-fi. Existují otázky ohledně nákladů na každého robota na bojišti a vojenští představitelé byli zdrženliví k používání robotů v bojových situacích kvůli morálním dopadům (lidé mají schopnost přijímat lepší impulzní rozhodnutí). Vojenské roboty se dnes používají hlavně k průzkumu bojiště.
Stejně jako u jiných robotických snah se to však bude s vylepšováním AI měnit. Swarmbots lze naprogramovat se skupinovým zabezpečením proti selhání, které je silnější než individuální robot. Mohli být posláni do válečné zóny, aby našli zraněné vojáky, opravili vozidla a dokonce zneškodnili nepřátelské zbraně.
Technologie swarmbot je prozatím pevně v rané fázi vývoje. Kilobot je zatím nejlepším příkladem, který ukazuje, jak nízkonákladový robot může provádět jednoduché úkoly a spolupracovat v hordě. Ať už to vede k roji robotů, kteří vám mohou posekat trávu, opravit plot nebo postavit pevnost ve vašem dvorku, je stále neznámé.
