Nekrotik "doku" yu değiştirin ve en karmaşık robot gücünün "sinir sistemi" olan "beyni" aktarın!
Mevcut robotlar, ölçeklenebilirlik açısından birçok yönden insanlardan daha düşük olsa da, robotların bizi karbon bazlı organizmalar olarak tamamen kötüye kullandığı söylenebilir. Modüler tasarım sayesinde robot, farklı görev türleri için yetkin olacak şekilde modülleri birleştirip ayrıştırabilir, işlevini, şeklini ve hacmini değiştirebilir.
Yakın zamanda, Belçika, İspanya ve İsviçre'den araştırmacılardan oluşan çok uluslu bir bilimsel araştırma ekibi, "Eriyebilir Robot Sinir Sistemi" (Birleştirilebilir Sinir Sistemi) oldukça esnek modüler robot. Araştırma sonuçları en son "Nature Communications" dergisinde yayınlandı.
Ne kadar esnek? Monkey King'in evrensel vellus saçıyla karşılaştırılabilir. Bu robot sistemi, ortama göre yalnızca "72 değişiklik" yapamaz, aynı zamanda mevcut robot sisteminin sahip olmadığı yüksek verimli kontrol efektlerini elde etmek için "kendi kendini onarma" ve "beyin transferi" gerçekleştirebilir!
Bu sihirli işlevlerin gerçekleşmesi, yukarıda bahsedilen kaynaşabilir sinir sistemine bağlıdır. Bu sinir sisteminin karmaşıklığı, modüler robotlarda görülmemiş bir boyuttadır.
"Kendi kendine onarım" ve "beyin transferi"
Deneyde yer alan robot modülü, İsviçre Lozan'daki Federal Teknoloji Enstitüsü tarafından geliştirilen bir kombine küme robotu olan marXbot tarafından oynanıyor: her marXbot robotu panoramik bir kamera, kızılötesi sensör vb. , Robot modülleri arasındaki bağlantıyı özel donanım cihazları ile destekleyin.
Yüzeyde, bu robot modülleri hakkında özel bir şey yoktur: Robot modülleri bağlı olmadığında, her modülün bağımsız olarak çalışan bir merkezi beyni vardır.
Ve modüller bağlandığında ve birleştirildiğinde, büyülü bir şey oldu - yeni bir sinir sistemi doğdu: Tüm robot sistemi, merkezi beyin olarak bir modül seçecek (seçim mekanizması aşağıda açıklanmıştır) ve diğer modülleri sadece "uzuvlar" olarak değerlendirecektir. Merkezi beyin, birleştirme ve sökme komutlarını vermekten sorumludur ve uzuvlar, bilgi toplamak için harekete geçiriciler ve reseptörler olarak hareket eder.
Şekil Araştırmacılar arızalı bir robot modülü kurdu. Bu durumda, hatalı modülü içeren parça sistemden ayrılır ve daha sonra orijinal durumuna geri dönmek için iki yeni modül eklenir.
Beyin ve uzuvlarda "kalp atışı" doğal olarak vazgeçilmezdir. Bilim adamları, yukarıdaki işlevlerin arkasında, robot düzeneğindeki "yaşam belirtilerini" algılamak için kullanılan bir "kalp atışı" iletişim protokolü geliştirdiler.
Gruptaki beyin modülü olarak, periyodik olarak kalp atışı frekansına benzer bir sinyal gönderir Sinyal içeriği, uzuv modülüne ne sıklıkla "atlayacağı" ve modülün hasar görmesi durumunda kimin değiştireceği konusunda bilgi vermeyi içerir.
Vücudun her modülü sinyali aldıktan sonra, varlığını doğrulamak için bir cevap mesajı gönderecektir. Bir uzuv modülü hasar gördüğünde ve geçersiz kılındığında (yani "ölüm"), diğer sağlıklı modüller kimin "varisi" olduğuna ilişkin bir "irade" alacaklardır. Böylelikle sinir sisteminin geometrik yapısına göre belli bir süre bekledikten sonra uzuvların "ölümü" algılanacak ve işlenecektir. . Bu, bu sistemin onarım mekanizmasıdır.
Şekil Robotun parametreleri
Peki ya beyin kırılırsa? Endişelenmeyin, sistemdeki beyin ve uzuvlar sabit değildir.
Bu sistemde, kontrolü yöneten beyin modülü ya da uzuv görevi gören diğer modüller olsun, hepsi birbirine dönüştürülebilir. Böylece herhangi bir modül arızalandığında, arızalı modül değiştirilecek ve yeni bir mimari hemen oluşturulacak ve diğer parçaların tekrar çalışmasına izin verilecektir. Dolayısıyla filmde bir kafanın devrilerek tekrar büyütüldüğü sahneler bu sistem için özel efektler değildir.
Ek olarak, robotun her birleştirme ve bölünmesine, sistemin dahili değişiklik bilgilerinin zamanında güncellenmesi eşlik eder ve tüm süreç çok fazla zaman almaz.
Şekil Robot modülleri arasında bir "beyin" ve birden çok "uzuv" un herhangi bir genel kombinasyonu oluşturulabilir. Yukarıdaki şekil, farklı biçimlerde bir bütün oluşturmak için modülleri birleştirme ve tersine çözme ve bağımsız modüllere geri dönme sürecini göstermektedir.
Hiyerarşi
Bu robot sistemi de ustaca bir tasarıma sahiptir, yani sistem içinde katı bir hiyerarşik "sınıf sistemi" oluşturulmuştur. Bu aynı zamanda tüm Fusion God-level sisteminin işleyişinin temelidir.
Sistemdeki her modülün işlev ve görünüm açısından bir farkı olmamasına rağmen, aslında, aralarındaki ilişki aslında ağaç şeklindedir: ağaç diyagramının üst tarafındaki modüller, ilk önce tanınacak ve beyin olarak kullanılacaktır ve bir modül başarısız olduğunda Ne zaman, diğer modüller sırayla değiştirecektir.
Şekil a Her bağımsız robot ünitesi, uyaran kaynağına bir yanıt algılar; b İki bağımsız füzyon robotu, uyaran kaynağına yanıt verir; c İki füzyon varlığı, uyaran kaynağından uzaklaşmaya başlar; d İki varlık tek bir füzyon varlığında birleşmeye başlar; e Oluşan tüm vücut uyaran kaynağını algılar; oluşan tüm vücut uyaran kaynağından uzak olacak kadar yakındır
Otonom modüler robotlar üzerine yapılan önceki araştırmalarda, her modül dağıtılmış kontrol yoluyla konuşlandırılmıştı, yani her modül kendi "beynine" sahip olduğunda, bu robotların genel işlevi gerçekleştirmek istediklerinde iletişim yoluyla iletişim kurmaları gerekiyordu. İşbirliği sağlayın. Bu, genel eylemi koordine etmek için ek bir harici denetleyiciye ihtiyaç duyulmasına neden olur ve ardından her modül kendi görevini bağımsız olarak yürütür.
Robot sinir sistemi modüllerinin bu çalışmada birleştirilmesinden sonra, Tüm kontrol mimarisi, ağaç yapısına göre her bir modülü merkez beyin yukarı ve uzuvlar aşağı yönde basitleştirebilir ve her modüldeki eylemlerin önceden koordinasyonunu düşünmek zorunda kalmadan keyfi eylemler gerçekleştirmek için tüm ekibi esnek bir şekilde manipüle edebilir. .
Füzyondan sonra, birey sadece bir takım beyin-uzuv sinir sistemini tutar. "Beyin" dışında, diğer modüller yalnızca aşağı akış modüllerinin varlığını bilir.
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, en uzaktaki modül yalnızca varlığını bilir. Üst seviyesi, en üst düzey kontrol merkezi tüm modülleri anlayana kadar tüm alt seviye modüllerinin varlığını "idare etmeyi" bilecektir.
İki kaynaşmış birey tekrar büyük bir bütün halinde birleştiğinde, aktif füzyon partisi kontrolü emiciye aktarır ve aynı zamanda bağlantının aşağı akış modülü olur.
Bu nedenle şekildeki bağlantıyı kabul eden B modülü, yeni füzyonun tüm modüllerini devralır. Füzyondan sonra, yeni beyin tüm yeni robotun modül topolojisini güncelleyecektir.
Bu yukarıdan aşağı uyarlanabilir merkezi kontrol, robot modüllerinin daha fazla sayıda bağlantı oluşturmasını sağlar ve modüller ekleyerek yeni işlevleri destekler. Daha az uygun bir örnek vermek gerekirse, büyük bir yönetim ölçeği elde etmek ve çok fazla enerji tasarrufu sağlamak için MLM organizasyonunun çevrimiçi ve dolaylı uzaktan çok seviyeli çevrimdışı olması gibidir.
Yukarıdaki akıllı özellikler, tüm sistemi verimli bir ordu gibi biçimlendirir. "Komuta" temasını kaybettiğinde, diğer "kuvvet" üyeleri derhal yeni bir organizasyon yapısını yeniden kurar ve genel işlevi sağlamak için yeni bir "komuta" oluşturur. Normal uygulama.
Ve bu yukarıdan aşağıya merkezi kontrol ve her modül kontrol potansiyeli özelliklerine sahiptir, büyülü doğası henüz organizmalar tarafından gerçekleştirilmemiştir.
Şekil
Ne yapabilirsin
Bu nedenle, şu anda size sunulan şey, böyle bir robot gücüdür: herhangi bir modül başarısız olursa olsun, diğer modüller işlevleri otomatik olarak değiştirebilir ve geri yükleyebilir. Merkezi kontrol eden beyin arızalandığında, uzuvların her parçası yeni bir merkezi beyin kurabilir, arızalı organları atabilir ve kalan normal modüllerin çalışmaya devam etmesini sağlayabilir.
O halde robot bir kırkayak gibi olduğunda, son "modüle" kadar savaşmak korkunç olur mu? Musk ve AI uzmanlarının bir süre önce akıllı silahları yasaklaması için Birleşmiş Milletler'e başvurmasını hatırlatan bu tasarım, insanları ürkütücü hissettirebilir.
Bu kadar korkutucu şeyleri hayal etmek için acele etmeyin. Bu, yazarın araştırma motivasyonu değildir. Makalede yazar, Geleceğin robotları belirli bir görev için tasarlanmayacak, modüler robot modülleri tasarlayacağız, Robotun daha esnek çalışmasını sağlayın ve görev gereksinimlerine göre işlevini, görünümünü ve boyutunu uyarlama, değiştirme yeteneğine sahip olun.
Elbette bu sistem mükemmel değil. Mevcut araştırmanın temel sınırlaması, araştırmacıların hala tüm robot modüllerini programlamaya ihtiyaç duymasıdır, ancak bu şekilde bu modüllerin birleştirilip doğru şekilde bölünmesini sağlayabilirler. Ekip için bir sonraki adım, her modülün bağımsız olarak öğrenmesini sağlamak ve ayrıca "Kaynaşabilir Sinir Sistemi" konseptini, daha ölçeklenebilir hale getirmek için yeniden yapılandırılabilir modüler robotlara genişletmeyi planlıyorlar.
