Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Røft terreng? Ikke noe problem for bever-inspirert autonom robot

Geography Now! Australia (Mars 2019).

Anonim

Autonome roboter utmerker seg i fabrikker og andre menneskeskapte rom, men de sliter med tilfeldig natur.

annonse


For å hjelpe disse maskinene til å overvinne ujevnt terreng og andre hindringer, har University at Buffalo forskere vendt seg til bever, termitter og andre dyr som bygger strukturer som svar på enkle miljøvennlige tegn, i motsetning til følgende forutbestemte planer.

"Når en bever bygger en dam, følger den ikke en tegning. I stedet reagerer den på rennende vann. Det prøver å stoppe vannet strømmer, " sier Nils Napp, doktorgrad, adjungerende professor i datavitenskap og ingeniørfag i UBs Engineering School og anvendt vitenskap. "Vi utvikler et system for autonome roboter til å oppføre seg på samme måte. Roboten overvåker og modifiserer terrenget kontinuerlig for å gjøre det mer mobilt."

Arbeidet er beskrevet i en studie som skal presenteres denne uken på Robots: Science and Systems konferansen. Arbeidet kan ha implikasjoner i søk-og-redningsoperasjoner, planetutforskning for Mars-rover-stilbiler og andre områder.

Det handler om matte

Mens prosjektet involverer dyr og roboter, er hovedfokuset matematikk: Spesielt utvikler nye algoritmer - reglene som selvstyrende maskiner må gi mening om sitt miljø og løse problemer.

Å lage algoritmer for en autonom robot i et kontrollert miljø, som for eksempel en bilfabrik, er relativt grei. Men det er mye vanskeligere å oppnå i naturen, hvor mellomrom er uforutsigbare og har mer komplekse mønstre, sier Napp.

For å løse problemet, studerer han stigmergy, et biologisk fenomen som har blitt brukt til å forklare alt fra oppførsel av termitter og bever til populariteten til Wikipedia.

Ifølge stigmergy er de komplekse reirene som termitter bygger, ikke et resultat av veldefinerte planer eller dyp kommunikasjon. I stedet er det en type indirekte samordning. I utgangspunktet vil en termitt sette inn en pheromon-laced ball av slam i et tilfeldig sted. Andre termitter, tiltrukket av feromoner, er mer sannsynlig å slippe sine mudballs på samme sted. Oppførselen fører til slutt til store termite reir.

Forskere har sammenlignet denne oppførselen med Wikipedia og andre online kollektive prosjekter. For eksempel oppretter en bruker en side i den elektroniske encyklopedi. En annen bruker vil endre den med tilleggsinformasjon. Prosessen fortsetter på ubestemt tid, med brukere som bygger mer komplekse sider.

Testing av den autonome roboten

Ved hjelp av hyllekomponenter har Napp og hans studenter utstyrt med et mini-rover-kjøretøy med kamera, tilpasset programvare og en robotarm for å løfte og sette inn objekter.

De skapte da ujevnt terreng - tilfeldig plasserte bergarter, murstein og ødelagte deler av betong - for å simulere et miljø etter en katastrofe som en tornado eller jordskjelv. Teamet plasserer også håndstørrede bønneposer av forskjellige størrelser rundt det simulerte katastrofeområdet.

Forskere aktiverer da roboten, som bruker algoritmene Napp utviklet for kontinuerlig å overvåke og skanne miljøet. Den plukker opp bønneposer og legger dem i hull og hull i mellom stein, murstein og betong. Til slutt danner posene en rampe, noe som gjør at roboten kan overvinne hindringene og nå målet, en platt plattform.

"I dette tilfellet er det som en bever som bruker nærliggende materialer for å bygge med. Roboten tar sine tegn fra omgivelsene, og det vil fortsette å endre miljøet til det har skapt en rampe, sier Napp. "Det betyr at det kan fikse feil og reagere på forstyrrelser, for eksempel pesky forskere rydder opp halvbygde ramper, akkurat som bever som løser lekkasjer i damene sine."

I 10 tester flyttet roboten alt fra 33 til 170 poser, hver gang du opprettet en rampe som gjorde det mulig å nå målet.

"På samme måte som et dyr, kan roboten fungere helt alene, og reagere på og endre omgivelsene for å dekke behovene, " sa Napp.

Video: //www.buffalo.edu/news/releases/2018/06/017.html

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University at Buffalo . Opprinnelig skrevet av Cory Nealon. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.