Conheça o Kilobot. No sentido horário a partir do canto superior esquerdo, você está olhando para o topo, fundo, vistas laterais e frontais, respectivamente. Você também pode ver as diferentes partes de um Kilobot:A) motores de vibração, B) bateria de íon de lítio, C) pernas de apoio, D) transmissor / receptor infravermelho e E) LED. Veja mais fotos de robôs. Imagem cedida por Michael Rubenstein, Nicholas Hoff e Radhika Nagpal Depois de oferecer um churrasco extremamente divertido no quintal com amigos, você inicia o processo de limpeza menos divertido. Apesar de sua determinação, você provavelmente deixará algumas migalhas para trás - e os restos de seu churrasco no quintal provavelmente atrairão um dos melhores times da natureza.
Tudo começa com um enxame de formigas famintas avançando em direção à pilha de batatas fritas esmagadas no cimento. Peça por peça, as formigas recolhem as migalhas para carregá-las de volta ao formigueiro. Os minúsculos insetos estão trabalhando juntos, ajudando a levantar pedaços várias vezes seu tamanho. Agindo coletivamente, eles alcançam o que um indivíduo não pode fazer sozinho.
E se pudéssemos projetar robôs como essas formigas, capaz de trabalhar de forma independente e como um todo? Em geral, criar pequenos exércitos de robôs tem sido caro e demorado, principais cientistas a se limitarem a simulações de computador em vez de reais.
Digitar Kilobots . Pesquisadores da Universidade de Harvard criaram os pequenos bots na esperança de criar uma maneira fácil e barata de testar algoritmos - ou etapas programadas para resolver problemas - em um grupo de muitos robôs. Em março de 2012, o grupo havia criado pequenos enxames de Kilobots, com um objetivo maior de construir um "kilobit" de Kilobots:um coletivo de 1, 024 indivíduos (e de onde vem o nome do projeto) [fonte:Rubenstein].
Essas máquinas simples podem ajudar a testar e desenvolver comportamentos complexos em outros tipos de robôs. Os defensores do Kilobot dizem que o sistema pode fazer o ajuste fino de robôs que encontram e resgatam pessoas de prédios desabados ou possivelmente ajudar na limpeza de bolhas de óleo pegajosas de ambientes poluídos.
Pense nos Kilobots como uma frota de teste:eles não possuem necessariamente as qualidades - como rodas - que outras máquinas terão. Em vez, eles são o playground onde os cientistas podem experimentar e resolver quaisquer problemas com sua programação antes de investir seus dólares de pesquisa em maiores, robôs mais complexos.
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Comandar um robô para a ação pode ser fácil, mas fazer com que um grupo inteiro opere com a mesma precisão não é tão fácil - ou barato.
Uma das maiores atrações dos Kilobots é seu design simples e baixo preço. Michael Rubenstein, que ajudou a desenvolver os robôs com outros pesquisadores da Universidade de Harvard, diz que manter os custos e o tempo de montagem baixos era uma prioridade.
Cada componente tem um uso básico, seja se movendo ou sinalizando para seus companheiros mecânicos próximos. Os kilobots são únicos porque permanecem no "modo de espera" até serem convocados pelo controlador aéreo. Uma pessoa pode "ligar" um enxame inteiro de Kilobots enviando um sinal - em vez de "ligar" manualmente cada robô.
Se um Kilobot de 33 milímetros é o que seu coração deseja, aqui está uma lista básica do que você precisa para dar vida a um [fontes:Rubenstein et al., K-Team Corp.]:
Feito com isso DIY? Vamos mergulhar no que os kilobots podem realmente fazer.
Bits e BotsAs peças de cada Kilobot custavam menos de US $ 15 - cerca de 10 vezes mais barato do que os robôs coletivos mais baratos em 2012 [fonte:Rubenstein et al.]. Um robô leva cerca de cinco minutos para ser montado. E para os especialistas em programação e robótica lá fora, o projeto para esses robôs básicos é de código aberto, o que significa que as etapas estão disponíveis para qualquer pessoa usar. Uma empresa chamada K-Team Corporation também vende Kilobots montados.
O Kilobot à esquerda está transmitindo um sinal ao rebatê-lo da mesa para o Kilobot à direita, que o recebe. Imagem cedida por Michael Rubenstein, Nicholas Hoff e Radhika Nagpal Já dissemos isso antes. Vamos repetir:os kilobots são projetados para serem os melhores testadores de algoritmos.
Digamos que o pessoal de emergência queira trazer robôs ao local para uma missão de busca e resgate. Eles precisam saber o quão bem as máquinas podem se comunicar umas com as outras. É aqui que os kilobots são especialmente úteis como manequins de teste.
Cada robô pode enviar um sinal infravermelho do solo para outro robô ao lado dele, permitindo que ele sinta onde está em relação aos outros no enxame (veja a imagem). O salto desse sinal também pode garantir que os vizinhos robóticos de alguém estejam na mesma página para saber quando e como uma tarefa deve ser realizada. Saber onde outros robôs estão é essencial quando se trata de localizar objetos em um determinado ambiente e trazê-los de volta para a base.
Até aqui, existem três comportamentos básicos de enxame que os kilobots dominaram:forrageamento, controle de formação e sincronização.
Forragem é o que parece:comandar vários robôs para se dispersar e explorar a área ao redor deles. Com Kilobots, a ideia é diminuir o tempo que leva para forragear em um determinado local. É aqui que sinalizar para outras pessoas do enxame é útil. Michael Rubenstein, um pesquisador que ajudou a projetar os robôs, diz que forragear como um grupo é muito mais eficiente do que individualmente, especialmente em situações de urgência.
"Se houver um prédio desabado por causa de um terremoto, e há uma pessoa que está presa naquele prédio - se você enviar um único robô, pode levar muito mais tempo para encontrar essa pessoa do que se você enviar um grande grupo de robôs para encontrar essa pessoa, "diz ele. Apesar de um prédio e um apartamento terem desabado, quadro branco são ambientes totalmente diferentes, os algoritmos usados para navegar em ambos são semelhantes.
Outra parte importante dos enxames eficazes é controle de formação , a capacidade de se comportar em uníssono ou em uma parte específica do enxame. Ao manter a comunicação um com o outro, Os kilobots possuem um sensor de rumo virtual que dá a cada um uma noção realista de sua posição no grupo. Em vez de usar hardware para fazer isso, Kilobots se contentam com software básico e algoritmos mais avançados. Desempenhar comportamentos complexos com o mínimo de hardware possível engloba o espírito dos Kilobots.
Em um sistema em que se espera que todos os robôs estejam na mesma página, sincronização assuntos. Se parte do enxame precisa realizar uma tarefa por um determinado período de tempo e, em seguida, mudar para outros segundos depois, todo o grupo deve ter o mesmo relógio interno. Uma maneira de visualizar isso é imaginar um enxame de 1, 000 kilobots, com cada um usando sua luz LED para representar um pixel em um vídeo maior que pode ser visto de cima. Para saber qual cor sinalizar em um determinado momento, cada Kilobot deve estar usando o mesmo relógio.
Embora sejam queridinhos da academia, Os kilobots são promissores no mundo real, também. Eles são pranchetas de desenho. Digamos que algum pesquisador inspirado sonhe em construir um enxame de robôs-insetos para polinizar as plantações. Ele ou ela se beneficiaria em testar os Kilobots primeiro.
Os pequenos bots também podem esclarecer enxame de inteligência , ou o comportamento coletivo de um grupo, e como gerenciar melhor grandes gangues de robôs.
Pegue o transporte coletivo, por exemplo. As formigas usam esse comportamento para carregar alimentos (como migalhas de batata frita) de volta ao ninho. Os pesquisadores aprenderam que certos indivíduos - formigas e robôs - desempenham um papel especial no processo. Alguns podem criar um caminho em forma de corrente que guia as forrageadoras de volta ao ninho, enquanto outros estão encarregados de trabalhar juntos para transportar o objeto de um lugar para o outro. Na arena Kilobot, testar o mesmo princípio pode ajudar os robôs da escola a detectar e limpar bagunças em um determinado ambiente - como derramamentos de óleo, por exemplo.
Eles também podem ser úteis para fazer melhores mapas ou instantâneos de ambientes. Os robôs poderiam fazer isso explorando uma área e criando um mapa espacial para referência. Outras atribuições podem incluir a polinização de culturas ou operações de busca e resgate [fonte:Rutter].
Michael Rubenstein, um dos cientistas que criaram Kilobots, diz que pesquisas futuras se concentrarão em criar novos algoritmos que tornem mais fácil controlar o enxame. Programar os robôs para realizar atividades de transporte coletivo e encontrar maneiras de criar formas úteis a partir dos robôs (como a parte desmoronada de um edifício, por exemplo) continuam a ser prioridades. Quem sabe, talvez os Kilobots inspirem robôs que se assemelhem aos Transformers favoritos da ficção científica. A ideia é ter inteligência robôs menores que podem se conectar para formar um maior, mais poderoso.
Ainda, Rubenstein diz que há muito espaço para melhorias. Construindo um 1, O enxame de 000 robôs demorou. E embora os kilobots possam se autocorrigir, eles carecem de precisão quando viajam em distâncias mais longas.
As formigas se aglomeram em direção a um objeto várias vezes seu tamanho e o pegam sem esforço (ou parece que sim). Mas existe uma camada inteira de comunicação que estamos perdendo se não olharmos de perto. Se quisermos máquinas inteligentes com recursos semelhantes, temos que pegar algumas dicas da natureza. O que mais me surpreendeu ao escrever sobre Kilobots não foram os próprios robôs, mas o nível de detalhe necessário para fazer os programas e algoritmos funcionarem. Os kilobots apenas roçam a superfície quando se trata das ideias fascinantes que os pesquisadores estão testando. Estes minúsculos, exércitos mecânicos servem como um lembrete de como o mundo é limpo e complexo, e como tentar entendê-lo é metade da diversão.
