Echipa de muncitori formata din roboti ce nu au nevoie de sef.

//Echipa de muncitori formata din roboti ce nu au nevoie de sef.

Cercetatorii de la Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) si Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering din cadrul Harvard University au creat o echipa de constructie formata din roboti autonomi. Acest sistem incredibil nu necesita nicio forma de supervizare sau comunicatie omeneasca, si consta intr-un numar de roboti, orice numar, ce coopereaza modificand mediul inconjurator.

Sistemul, denumit de catre cei de la Harvard TERMES, are ca sursa de inspiratie termitele, care prin determinare si prin inteligenta lor colectiva reusesc sa fie buni constructori. TERMES demonstreaza ca sistemul colectiv de roboti poate construi structuri tridimensionale complexe fara a avea nevoie de o comanda centrala sau roluri prestabilite deja. Astfel, robotii TERMES  pot construi turnuri, castele si piramide facute din caramizi de spuma, construindu-si singuri si autonomi scari pentru a ajunge la un nivel superior. In viitor acest tip de roboti vor putea sa construiasca diverse lucruri simple pe Marte, de exemplu, inaintea trimiterii unei echipe omenesti, ori aici pe Pamant.

leviatan design

„Principala sursa de inspiratie luata de la termite o reprezinta ideea ca poti duce la bun sfarsit ceva foarte complicat daca se lucreaza in echipa, fara o forma de conducere, si in al doilea rand se poate face fara a se discuta explicit ce se intampla, dar doar modificandu-se mediul”, ne explica Radihka Nagpal, Fred Kavli, profesor de Stiinte Computerizate la SEAS din cadrul Harvard.

Este un lucru cunoscut ca majoritatea constructiilor din ziua de astazi sunt facute de catre muncitori aflati intr-o organizatie ierarhica. In mod normal exista un plan detaliat al executiei iar un sef directioneaza echipa sa, supervizandu-i pe timpul lucrarilor. In cazul coloniilor de insecte regina nu ofera directive individuale. Este fascinant deoarecee fiecare termita nu stie ce fac celelalte sau care este stadiul in care se afla musuroiul in acel moment. In schimb, termitele se bazeaza pe un concept numit stigmergie, un fel de comunicare implicita prin care acestea observa schimbarile pe care le fac in mediul inconjurator si actioneaza in consecinta. Asa au fost proiectati sa procedeze si robotii echipei de cercetatori, rezultatele fiind impresionante. Fiecare robot executa procesul sau de constructie in paralel cu ceilalti, dar fara a sti care mai lucreaza in acelasi timp cu el. Daca un robot se strica sau trebuie sa plece nu ii afecteaza pe ceilalti. Aceasta caracteristica face ca aceleasi instructiuni pot fi executate de catre cinci roboti sau de catre cinci sute. Sistemul TERMES este o dovada importanta a inteligentei artificiale scalabile si distributive.

leviatan design (2)

In alta parte a lumii,  in Europa, la Swiss National Center of Competence in Research (NCCR) in cadrul laboratorului Digital Fabrication se studiaza viitorul in constructii. Profesorul Jonas Buchli supervizeaza cercetarile. Cercetatorii de aici au construit un brat industrial aflat pe o baza mobila ce nu are nevoie de un sistem de localizare extern, denumit In-situ Fabricator. Laserul sau 2D este combinat cu un algoritm special ce creaza o harta 3D a santierului, permitandu-i robotului sa umble fara ajutor. De asemenea, acesta se adapteaza autonom la schimbari minore ale mediului inconjurator. Pe robot sunt montati o serie de senzori ce pot masura distanta si alti parametri, se mai pot monta camere si altele. Doua computere sunt atasate la acesta, unul responsabil doar pentru brat, altul pentru entitatea sa ca un intreg, iar impreuna acestea ofera robotului informatiile necesare pentru a indeplini sarcinile necesare.

Revenind in SUA, echipa de cercetatori a profesorului Nagpal este specializata in distrubutia algoritmilor ce permit unor grupuri foarte mari de roboti sa actioneze ca o colonie. Cheia succesului in cazul echipei acesteia consta in diversitatea domeniilor, stiinte computerizate, ingineri electricieni, biologi, toti lucrand impreuna. Atunci cand mai multe exemplare se aduna la un loc, fie ca sunt termite, albine sau roboti, se intampla un lucru interesent ce nu ar reiesi direct din analiza componentelor, spun cercetatorii.

Cercetatoarea Kirstin Petersen, absolventa a SEAS din cadrul Harvard si cu legaturi stranse la Institutul Wyss, a fost varful de lance in designul si constructia robotilor TERMES. Acestia pot sa duca la capat toate sarcinile necesare, caratul caramizilor, catararea pe structura, punerea caramizilor, si asa mai departe, cu ajutorul a patru senzori simpli si a trei dispozitive de actionare.

leviatan design (4)

„Am creat in paralel robotii si caramizile pentru a face un sistem cat mai minimalist si mai sigur posibil” a spus Peterson. „ Acest lucru ajuta sa faca sistemul mai robust si simplifica mult nivelul de computare necesara pentru procesorul robotilor. Idea este sa reducem numarul de erori minore, dar si sa le detectam si sa le corectam inainte ca acestea sa se propage si sa devina fatale unui sistem intreg” mai completeaza cercetatoarea.

In contrast cu sistemul TERMES, este foarte comun ca sistemele de roboti sa depinda de un control central. Aceste sisteme se bazeaza de obicei pe un supervizor care vede procesul per ansamplu sau pe o comunicare frecventa intre roboti. Aceste abordari pot imbunatati eficienta de grup si pot ajuta ca un sistem sa se recupereze rapid din diverse probleme, dar pe masura ce numarul robotilor creste si responsabilitatile acestora de asemenea, aceste tipuri de sisteme devin tot mai greu de operat. In zone periculoase sau foarte izolate o comanda centrala reprezinta o singura veriga ce, in cazul unei defectiuni poate darama tot sistemul.

„Este posibil ca intr-un final sa se prefere ceva aflat intre sistemul centralizat si cel descentralizat, insa noi am dovedit ca este posibil sa folosim ceva aflat in extrema cealalta, si anume ca poate fi ca in cazul termitelor. Si, din punctul de vedere al termitelor, functioneaza perfect” mai adauga Nagpal.

Aceasta cercetare a fost sustinuta de catre Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirata din Biologie din cadrul Universitatii Harvard.

Muncitorii se tem ca aceste dezvoltari ale tehnologiei vor face ca in scurt timp sa fie inlocuiti partial, apoi total de catre aceste masinarii. Si pe buna dreptate se tem, avantajul pe care il reprezinta robotii in fata oamenilor consta in faptul ca nu au nevoie de pauze, de vacante sau concedii medicale, deci pot munci fara oprire pana la terminarea lucrarilor, astfel reducand timpul necesar unei constructii. Cu alte cuvinte, robotii vor depasi muncitorii la acest capitol, deci este putin probabil, avand in vedere avantajele folosirii acestora, sa nu inlocuiasca totusi oamenii.

leviatan design (3)

Ce pot face robotii TERMES?

  • Pot merge inainte, cu spatele, si se pot intoarce pe loc
  • Pot urca sau cobori o treapta pe dimensiunea unei caramizi
  • Pot sa ia o caramida, sa o care, sa o puna direct in fata sa
  • Pot sa detecteze alte caramizi si roboti in imediata lor apropiere
  • Sa tina evidenta locatiei in care se afla raportandu-se la prima caramida

Ce instructiuni pot urma robotii TERMES?

  • Sa se supuna unor reguli de trafic predeterminate
  • Sa inconjoare structura in constructie pentru a descoperi prima caramida (pentru orientare)
  • Sa se urce pe structura
  • Sa ia o caramida
  • Sa puna o caramida in orice loc vacant ce satisface cerintele geometrice locale
  • Sa coboare de pe structura

Evolutia tehnologiei, roboticii, masinariilor si a dispozitivelor care devin din ce in ce mai inteligente, ne duce cu gandul la viitorul care nu mai pare asa departe, facandu-ne sa ne intrebam, oare cum va fi cand robotii ne vor construi caminele?

Sursa articol:

https://www.sciencedaily.com/releases/2014/02/140213142134.htm

Surse poze:

http://phys.org/news/2014-02-self-organizing-robots-robotic-crew-foreman.html http://www.experimenta.es/

www.eecs.harvard.edu

2017-06-29T08:35:08+00:00 Categorii: idei|Etichete: , , |