Исследователи создают роботизированный рой частиц, который действует как клетки человека

Команда исследователей из Columbia Engineering и лаборатории компьютерной инженерии и искусственного интеллекта MIT (CSAIL) создали роботизированный рой частиц, состоящий из отдельных компонентов, которые функционируют в целом. Этот тип робота никогда не видел раньше.

Ход Липсон, профессор машиностроения в Columbia Engineering, сказал: «Вы можете думать о нашем новом роботе как о всем известном« Grey Goo ». Наш робот не имеет ни единой точки отказа или централизованного управления. Это все еще довольно примитивно, но теперь мы знаем, что эта фундаментальная парадигма роботов действительно возможна. Мы думаем, что это может даже объяснить, как группы клеток могут двигаться вместе, хотя отдельные клетки не могут ».

Ученые годами разрабатывали автономных роботов, но они в основном состоят из небиологических устройств, которые не могут лечить или расти. Тем не менее, новейшие масштабируемые роботы от Columbia Engineering / MIT обладают невероятной способностью выполнять свои функции, даже если отдельные детали этого не делают.

Липсон, который возглавляет Лабораторию Creative Machine, сказал: «Мы пытались фундаментально переосмыслить наш подход к робототехнике, чтобы выяснить, есть ли способ сделать роботов по-другому». Он не только делает робота похожим на биологическое существо, но на самом деле он строит его как биологическую систему, чтобы создать что-то огромное по сложности и навыкам, но состоящее из принципиально простых частей ».

Исследователи разработали рой, используя идентичные частицы. Ключевые компоненты, индивидуальные по своей природе, могут выполнять простые движения, такие как расширение и сжатие. Тем не менее, когда объединены вместе; они становятся единым целым, которое может продолжать функционировать, даже если некоторые части повреждены.

Директор CSAIL Даниэла Рус сказала: «Все существа в природе состоят из клеток, которые по-разному объединяются в организмы. При разработке роботов с частицами мы задаем вопрос: можем ли мы иметь роботизированные клетки, которые могут быть составлены по-разному для создания разных роботов? Робот может быть в наилучшей форме, необходимой для выполнения этой задачи: змея, чтобы ползти по туннелю, или машина с тремя руками для завода. Мы могли бы даже дать этим роботам-частицам возможность создавать самих себя. Предположим, например, что роботу нужна отвертка со стола; отвертка слишком далеко, чтобы достать. Что если робот сможет переставить свои клетки, чтобы вырастить очень длинную руку? Когда ваши цели меняются, ваше тело также может меняться ».

Команда смоделировала движения своего роботизированного роя в симуляциях. Он использовал сотни и тысячи частиц, испытывая их для транспортировки объектов и избежания препятствий. Команда обнаружила, что рой способен противостоять как шумным помехам, так и выходу из строя отдельных компонентов.

Рича Батра, соавтор статьи и доктор философии. Липсона годов. Студент, ведущий исследования по моделированию, сказал: «Мы обнаружили, что наши роботы-частицы поддерживали примерно половину своей полной скорости движения, даже когда 20 процентов частиц были мертвы».

Удивительное исследование было опубликовано в журнале Nature.