Возьмём для примера собаку, у которой вдруг оказалась перебитой одна лапа. Маловероятно, что пёс встанет как вкопанный или упадёт на землю. Скорее он, воспользовавшись тремя здоровыми лапами, убежит в безопасное место. А вот для большинства автономных роботов повреждение ноги смерти подобно. Впрочем, одну машину на примере собаки удалось кое-чему научить.
Трое американских исследователей — Джош Бонгард (Josh Bongard) из университета Вермонта (UVM), а также Виктор Зыков (Victor Zykov) и Ход Липсон (Hod Lipson) из университета Корнелла (Cornell University) — опубликовали в журнале Science статью, в которой описали четвероногого, похожего на морскую звезду робота, способного без посторонней помощи оправиться от ранения посредством моделирования самого себя.
Мы ещё не дали этому роботу официального названия, но между собой обычно именуем его Морской звездой (Starfish), и нас не смущает, что у настоящей морской звезды пять ног, а не четыре, — рассказал Бонгард. — Вообще-то, живая морская звезда намного лучше нашего робота в части восстановления после повреждений, потому что она фактически может заново вырастить ноги .
Авторы работы пишут, что их машина использует взаимосвязь восприятие — приведение в действие , чтобы изучить своё собственное строение и впоследствии использовать эту самомодель для передвижения. А когда часть ноги удалена, робот приспосабливает свою модель для создания альтернативной походки . Эта концепция может помочь в разработке новых сложных машин и пролить свет на самомоделирование у животных .
Другими словами, вместо того, чтобы давать роботу набор жёстких инструкций, исследователи позволяют машине открыть собственную природу — решить, как управлять собой: сначала робот учит себя ходить, а в случае повреждения — хромать.
Большинство роботов имеет фиксированную модель — программу, заложенную инженерами, — объясняет Липсон. — Мы же впервые показали, как модель может появиться внутри самого робота. Это делает машины адаптивными на новом уровне, потому что перед ними можно поставить задачу, не заботясь о создании программы для её выполнения. Мы надеемся, что это — выход роботов на следующую ступеньку познания .
Итак, на первом этапе робот знает , из каких частей он состоит, однако не понимает , как они устроены и как их использовать для выполнения главной задачи — движения вперёд.
Сперва робот вообще не знает, на что он похож. Всё, что ему известно, — он может быть змеёй, деревом или чем-нибудь ещё , — поясняет Липсон.
Разобраться в себе машине помогает научный метод: теория — эксперимент — усовершенствованная теория — другой эксперимент, и так далее.
В результате робот начинает создавать серию компьютерных моделей собственного устройства, соединяя (в уме) свои части случайным образом. После этого машина вырабатывает команды, которые она могла бы дать двигателям, чтобы проверить созданные модели.
Затем наступает ключевой момент: робот выбирает команды, чтобы получить результат, в зависимости от которого будет оценивать созданную модель. Потом машина выполняет эти команды и пересматривает модель. Это цикл повторяется 16 раз, и в итоге робот пытается сдвинуться с места.
У машины нет какой-то единой модели себя — у неё одновременно имеется множество вариантов, которые конкурируют друг с другом , — говорит Липсон. В итоге робот вырабатывает неловкую, но вполне функциональную походку, а самым эффективным вариантом пока является способ, при котором робот опирается на живот , подтягивает своё тело, отталкивается задними ногами, переваливается, перекатывается. Трудно описать словами, но это действительно похоже на передвижение морской звезды — смотрите видео на этой странице.
Но вот инженеры удаляют часть одной ноги, и робот, понимая , что не может двигаться, заново начинает строить и проверять 16 моделей, чтобы изобрести новую походку. Во всём этом Морской звезде помогает виртуальная версия самого себя , которую робот строит, чтобы наблюдать собственные движения. Каждый раз, когда машина делает шаг, она обновляет эту модель на лету и использует её для следующего шага.
Бонгард считает, что робот, в некотором смысле, сознателен на примитивном уровне, потому что он думает о себе . Исследователи, между тем, признают, что робот сам по себе простой, и успехи пока скромные, но основной алгоритм уже может быть применён в куда более сложных машинах, чтобы позволить им приспосабливаться к изменениям в окружающей среде и самостоятельно себя ремонтировать, заменяя детали.
Роботы на других планетах должны быть в состоянии продолжить свою миссию без человеческого вмешательства в случае, если они повреждены и не могут сообщить о проблеме на Землю , — заметил Бонгард, и с ним трудно не согласиться.
Читайте: |
---|
Японский робот-холодильник разливает пиво из банокДомашнего робота со встроенным холодильником, который разливает из банок охлаждённое пиво, разыграла как приз в ходе промо-акции японская пивоваренн... |
Очаровательный робот CUBOОчаровательный робот CUBO, представленный компанией IZI Robotics на проходящей в Корее выставке Next Generation Computing Show 2006, покорил всех св... |
Robo Builder Kit - построй робота своими рукамиНа виртуальных прилавках южно-корейских интернет-магазинов появился своеобразный конструктор «Сделай сам» - Robo Builder Kit. Он представляет собой ... |
RoBe:Do – домашний робот-конструктор на базе нетбукаХит прошлого года – недорогой миниатюрный нетбук прочно обосновался в качестве второго-третьего компьютера или игрушки для ребен... |
Роликовый робот-телефон iida Polaris - Sony Rolly отдыхЯпонский оператор мобильной связи KDDI совместно с компанией Flower Robotics представил интересную концепцию мобильного телефона... |
Mini-ITX – РобототехникаНаиболее интересная область применения систем Mini-ITX! Именно в робототехнике оказываются востребованными такие преимущества ми... |
Робот-мухоедУченые из Университета Западной Англии в Бристоле разработали уникального робота, способного самостоятельно генерировать электри... |
Вместо журналистов написанием бизнес-новостей занялисьАмериканская компания Thomson Financial, специализирующаяся на распространении горячих бизнес-новостей, в марте этого года доверила написание неко... |
Мехатронные решения в подшипниковых узлахМехатроника – это новое направление развития науки и техники, ориентированное на создание и эксплуатацию автоматических и автоматизированных машин и... |
Мини-дроныВ последнее время инновационные разработки проникают в каждую область человеческой жизни. Уже появились специальные протезы, оснащенные нанороботами, ... |
Boeing испытала огромный боевой вертолёт-роботБеспилотный вертолёт Boeing A160T Hummingbird прошёл первые тесты в воздухе,знаменитая авиастроительная компания. Инновационные машины серии Humming... |
EATR – робот, который пасётся на лужайке«Далеко, далеко на лугу пасутся - кто?». Слова из детской песенки-загадки скоро могут обрести совсем другой смысл потому что пастись на лугу будут н... |
В iRobot думают, как управлять несколькими роботами разведчиВ прессу поступила первая официальная информация о проекте компании iRobot под кодовым названием Sentinel («Страж»). В частности, была опубликована ... |
Создан робот, путешествующий по человекуИсследователи факультета медицинской инженерии израильского технологического института во главе с профессором Моше Шохамом (Moshe Shoham) объявили о... |
Роботы помогут развить успех Google Street ViewХотя представляемые сервисом Google Street View панорамные снимки периодически становятся центром скандалов по причине вторжения в частную жизнь поп... |
Самый маленький робот-гуманоидЯпонский производитель игрушек планирует выпустить в скором времени на рынок миниатюрную модель робота-гуманоида, нацеленного почему-то на взрослую ... |
Роботы из принтераИз принтера показался яркий рисунок, отливающий местами металлом, местами — матовой пластмассой. Взяв листок в руки, человек сложил его по ряду напе... |