211service.com
Zespół projektuje roboty do budowania rzeczy w trudnych, nieprzewidywalnych sytuacjach
Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda i SUNY w Buffalo projektują roboty, które działają poza idealnymi, przewidywalnymi środowiskami, takimi jak magazyny lub fabryki, a zamiast tego pracują w miejscach, w których mogą wystąpić nieoczekiwane przeszkody i gdzie nie można użyć algorytmów predykcyjnych do zaplanowania kilku tysięcy kroków przed siebie. Celem takich botów budowlanych, zaprojektowanych do obsługi niespójnych i plastycznych materiałów budowlanych, jest wykorzystanie ich jako agentów pomocy w przypadku katastrof.
Jeden z robotów zespołu Harvarda nie ma ani góry, ani dołu. Może działać nawet po upadku i przewróceniu.
Radhika Nagpal, profesor informatyki na Harvardzie i Nils Napp, adiunkt informatyki na SUNY w Buffalo i były pracownik podoktorancki w laboratorium Nagpala, zaprojektowali dwa roboty: jeden, który osadza rozszerzalną, samoutwardzalną piankę, a drugi który ciągnie i piętrzy worki z piaskiem.
Roboty budowane na potrzeby budownictwa zazwyczaj mogą obsługiwać tylko dyskretne materiały, takie jak bloki lub cegły. Materiały, z których budowane są te nowe roboty, są przydatne w wielu rzeczywistych środowiskach, ale są wysoce nieprzewidywalne. Pianka może przyklejać się do większości powierzchni i rozszerzać się, aby wypełnić dziury, ale zaczyna się jako płyn, więc nie można dokładnie wiedzieć, jak daleko popłynie, zanim stwardnieje; Worki z piaskiem są często używane w sytuacjach kryzysowych jako ściany oporowe, ale znajdujące się w nich granulki mają tendencję do przemieszczania się podczas manipulacji.
Aby zwalczyć tę nieprzewidywalność, roboty Nagpal i Napp są wyposażone w czujnik podczerwieni, który skanuje i ocenia środowisko pomiędzy układaniem materiału budowlanego. Skanowanie jest integralną częścią tego, że boty są tak elastyczne.
Te roboty muszą stale monitorować i planować podczas pracy, mówi Napp. To jest coś, co robią zwierzęta, a roboty często tego nie robią.
Wykorzystując algorytm, który działa jak pętla — skanuj, oceniaj środowisko, układaj materiał, skanuj ponownie, oceniaj zmiany w środowisku, układaj więcej materiału itp. — roboty są w stanie iteracyjnie budować w miarę przemieszczania się, biorąc pod uwagę wszelkie zmiany w środowisku, a także wszelkie zmiany materiału, z którego korzystają.
Zespół koncentruje się obecnie na tym elastycznym systemie na budowaniu ramp, stosunkowo prostej konstrukcji o praktycznych zastosowaniach: można ich używać do łączenia dwóch punktów, a ponadto charakteryzują się dużą elastycznością w projektowaniu.
System ma zastosowanie do każdego robota wspinającego się, manipulującego, który wykorzystuje dowolne nieprzewidywalne materiały, nie tylko piankę czy worki z piaskiem. Nagpal mówi również, że system może współpracować z zespołami wielorobotowymi. Ponieważ algorytm można dostosować, nie ma znaczenia, czy niepewność, z którą boryka się robot, pochodzi z otoczenia, materiału, czy zachowania innego robota.
Naukowcy dopiero zaczynają testować system w coraz bardziej nieprzewidywalnych środowiskach. Kolejnym etapem będzie skonfigurowanie robota do budowania w sytuacjach, gdy nie wie, jakie materiały będą dostępne.