成群的自我转化机器人可以释放隐形能力以完成复杂任务

时间:2019-10-30 13:56 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

成群的自我转化机器人可以释放隐形能力以完成复杂任务


  机器人是由麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室开发的,它可以自组装成各种结构,其应用包括救灾。

  成群的简单,互动的机器人有可能释放完成复杂任务的隐身能力。但是,事实证明,让这些机器人实现像蜂巢一样的真正协调意识是一个障碍。

  为了改变这种状况,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的一个团队提出了一个令人惊讶的简单方案:自组装机器人立方体,它们可以相互上下攀爬,在空中跳跃,并且滚过地面。

  在项目的第一次迭代六年之后,这些机器人现在可以在块的每个面上使用类似条形码的系统彼此“通信”,从而允许模块相互识别。现在,由16个街区组成的自治团队可以完成简单的任务或行为,例如形成一条直线,跟随箭头或跟踪灯光。

  每个模块化“ M块”内部都有一个飞轮,该飞轮以每分钟20,000转的速度运动,并在制动飞轮时利用角动量。永磁体在每个边缘和每个面上都可以使两个立方体相互连接。

  虽然无法像视频游戏《我的世界》中的立方体那样容易操作多维数据集,但该团队设想在灾难响应和救灾中具有强大的应用程序。想象一下一座燃烧的建筑物,其中楼梯消失了。将来,您可能会简单地将M型块扔在地上,看着它们在临时楼梯上爬起来,爬上屋顶或下到地下室以营救受害者。

  麻省理工学院教授兼CSAIL主任Daniela Rus说:“ M代表运动,磁力和魔术。” “运动”,因为立方体可以通过跳跃而运动。“磁铁”,因为这些立方体可以使用磁体连接到其他立方体,并且一旦连接,它们就可以一起移动并连接到组装结构。“魔术”,因为我们看不到任何活动部件,并且立方体似乎是由魔术驱动的。”

  除了救灾,研究人员还想象将障碍物用于游戏,制造业和医疗保健等领域。

  CSAIL博士对杏鑫平台说:“我们的方法的独特之处在于,它便宜,坚固,可以轻松扩展到一百万个模块。” 学生John Romanishin,有关该系统的新论文的主要作者。“ M块可以以一般方式移动。其他机器人系统具有更复杂的运动机制,需要许多步骤,但我们的系统具有更高的可扩展性和成本效益。”

  Romanishin与Rus和密歇根大学的本科生John Mamish一起撰写了这篇论文。他们将在11月于澳门举行的IEEE国际智能机器人与系统会议上介绍有关M块的论文。

  先前的模块化机器人系统通常使用带有小型机械臂的单元模块来解决运动,这种机械臂称为外部致动器。这些系统即使是最简单的动作也需要大量的协调,对于一个跳跃或跳跃,需要多个命令。

  在通信方面,其他尝试涉及使用红外光或无线电波,它们很快就会变得笨拙:如果您在一个小区域内有很多机器人,并且它们都试图互相发送信号,则会打开一个冲突和混乱的混乱通道。

  当系统使用无线电信号进行通信时,当小体积的无线电设备很多时,信号可能会相互干扰。

  

成群的自我转化机器人可以释放隐形能力以完成复杂任务

  早在2013年,该团队就建立了M块机制。他们创建了六面体立方体,它们使用所谓的“惯性力”来移动。这意味着,与其使用帮助连接结构的活动臂,不如说这些块体内部有质量,然后将它们“抛向”结构的侧面。模块,使模块旋转和移动。

  每个模块放置在六个面上的任何一个上时,都可以沿四个基本方向移动,从而导致24个不同的移动方向。如果没有小臂和附属物伸出木块,则使它们免受损坏和避免碰撞的可能性要容易得多。

  知道团队已经解决了物理障碍后,仍然面临着严峻的挑战:如何使这些多维数据集进行通信并可靠地标识相邻模块的配置?

  Romanishin提出了旨在帮助机器人完成简单任务或“行为”的算法,这使他们想到了类似于条形码的系统的思想,在该系统中,机器人可以感知自己所连接的其他模块的身份和面孔。

  在一个实验中,团队让模块从随机结构变成一条线,然后观察模块是否可以确定彼此连接的特定方式。如果不是,他们将不得不选择一个方向并以这种方式滚动,直到他们最终到达该行的尽头。

  本质上,这些块使用相互连接的配置来指导他们选择移动的动作-90%的M块成功进入生产线。

  该团队指出,构建电子设备非常具有挑战性,特别是在试图将复杂的硬件装入如此小的封装中时。为了使M-Block群更广泛,团队只需要-越来越多的机器人制造更大的群,并具有对各种结构的强大功能。

  该项目得到了美国国家科学基金会和亚马逊机器人公司的部分支持。

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