Новости

КОЛЛЕКТИВ РОБОТОВ

25.05.2012

КОЛЛЕКТИВ РОБОТОВЭксперимент подтвердил способность больших коллективов роботов взаимодействовать друг с другом так же, как это делают общественные насекомые и колонии бактерий. Разработка самых сложных роботов не стоит на месте. Гуманоидные механизмы сегодня способны не только ходить, но даже бегать и прыгать, играть на скрипке и даже танцевать труппой из пары десятков участников. На самом деле, общий танец представляет собой особую задачу для инженеров (и хореографов): необходимо добиться правильной синхронности в действиях всех танцоров.


Одно из решений – как в танцклассе – состоит в выборе лидера, движения которого тут же подхватывают остальные роботы, ориентируясь на него, и только на него. Однако на практике из-за массы непредсказуемых мелочей в работе беспроводных сетей могут привести к полному хаосу. Задержка сигнала на полсекунды случается сплошь и рядом, тогда как участники ничего не замечают.

Поэтому чаще для этой цели каждого робота программируют на исполнение всей нужной последовательности движений с нужными интервалами, затем синхронизируют их часы и одновременно запускают. Это более эффективно, особенно на коротких промежутках времени, но также чревато непредсказуемостью. К примеру, если один из роботов за что-нибудь зацепится и замедлит одно из движений – или если просто упадет – вернуть его в общий ритм действий не получится уже никак.

Практически идеальное решение этой проблемы предложили недавно исследователи из MIT, работающие в группе профессора Даж-Жака Слотина (Jean-Jacques Slotine). И решение это подсказано, как водится, самой природой. Точнее говоря, «чувством кворума», способностью некоторых микробов и насекомых чувствовать присутствие собратьев, оценивать их количество, и даже в некотором роде «общаться» и координировать свои действия.

 

Происходит это за счет обмена химическими сигналами: каждый участник сообщества непрерывно выделяет в среду сигнальные молекулы и непрерывно отслеживает текущую их концентрацию вокруг себя. Разное содержание этих молекул говорит о том или ином количестве других особей поблизости и стимулирует соответствующее моменту поведение.

Группе же профессора Слотина удалось показать, что почти в точности такой подход позволяет синхронизировать действия и у неживых существ. Для этого каждый робот в каждый момент времени имеет доступ к общим переменным, представляющим данные о средних показаниях часов у всех участников группы, а также о средней фазе движения. При этом каждый робот, конечно, вносит свой вклад в эти переменные, и стремится синхронизироваться именно с этими средними значениями.

Авторы апробировали идею на группе из восьми роботов NAO, которые производит и продает французская компания Aldebaran Robotics. У каждого на борту имелись собственные часы, и каждый синхронизировался с общим усредненным временем, для чего мог обращаться к центральному серверу. Важно подчеркнуть, что сервер не является управляющим компьютером, выдающим роботам команды к действию. Работают они самостоятельно, и если по какой-либо причине потеряют с сервером связь, продолжат те же действия, хотя и без возможности синхронизировать их. Сервер скорее выступает аналогом окружающей среды в чувстве кворума, среды, которую роботы могут «ощущать» и с которой могут взаимодействовать.

В итоге система показала себя просто замечательно. Даже если один из роботов падал, он, вернувшись в строй, достаточно быстро нагонял других и восстанавливал синхронность своих движений.

 

Новый подход открывает прекрасные перспективы создания роботов, способных эффективно работать даже самыми большими коллективами, соотнося свои действия с действиями всей группы.

 

Видео:

 





Рекомендуем почитать
  • НАДЕЖНЫЙ «ВОЛНОВОЙ КАНАЛ»

    НАДЕЖНЫЙ  «ВОЛНОВОЙ  КАНАЛ»

    Телеантенна типа «волновой канал» популярна даже в сельской глубинке. Простая в изготовлении, она не требует сложной настройки и согласования при точно выдержанных размерах ее элементов — рефлектора, активного вибратора и директоров. Выбором количества директоров у такой антенны можно в широких пределах варьировать ширину диаграммы направленности и коэффициент усиления. Кроме того, «волновой канал» отличается очень малой парусностью, что немаловажно при установке на высокой мачте для дальнего приема.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.