Samoorganizující se roboti nepotřebují žádné procesory

Moderní roboti obsahují spoustu senzorů a výpočetní výkon schopný zpracovat, vyhodnocovat a porovnávat množství objektů. Vědci ale zjistili, že pro samoorganizaci není nutný takřka žádný výpočetní výkon.

Samoorganizace je proces, který můžeme vidět všude kolem nás a v rámci různých úrovní. Ať už jde o fyziku, chemii, matematiku, biologii nebo zvířecí skupiny či lidskou společnost, samoorganizace udržuje vnitřní organizaci systému bez toho, aniž by bylo potřeba jakékoli vedení.

Klepněte pro větší obrázek
Hejna ptáků jsou typickou ukázkou samoorganizace v přírodě (Zdroj: Wikipedia)

Asi nejtypičtějším příkladem, který určitě každý z nás zná, jsou hejna ptáků nebo ryb, u kterých lze samoorganizaci vidět poměrně snadno. Vědci nyní s jednoduchými roboty ukázali, jak lze dosáhnout samoorganizace bez nutnosti inteligence, složitých výpočtů, paměti nebo znalosti okolí.

Když roboti táhnou spolu

Vědci z univerzity v Sheffieldu se pokusili samoorganizaci v té nejjednodušší podobě vytvořit pomocí jednoduchých malých robotů, kteří se pohybují po ploše.

Reálný test byl proveden s 40 roboty, přičemž každý měl pouze optický senzor, který byl napojen na primitivní rozhodovací soustavu – zda je v obraze stejný robot či nikoli (pozitivní nebo negativní zpětná vazba). Podle situaci tak nastane rotace nebo posun. A to je vše. Trochu to připomíná jednoduchá pravidla například Game of Life, která nakonec vyústí ve složité a komplexní systémy..

Žádné vyhodnocování vzdálenosti, povrchu, žádné porovnání s předchozím snímkem – nic se neukládá, roboti reagují vždy jen v danou chvíli. Zkrátka žádné výpočty. To poměrně boří současné složité systémy, které byly nutné pro tvorbu robotických hejn. Díky jednodušší samoorganizaci tak není nutné mít v případě každého robotu složité a velké součástky a vše může fungovat jednoduše a pomocí miniaturních konstrukcí.

Jednou z výhod samoorganizujících se systémů je i větší odolnost proti chybám. Pokud někteří jedinci ve skupině budou nějakým způsobem poškození, většina ostatních jedinců ve skupině udrží hejno funkční a nedojde k rozkladu skupiny.

Tisíce robotů pracujících spolu

Vědci byli schopní vytvořili počítačovou simulaci, na které ověřili, že na stejném principu lze dosáhnout samoorganizace i v rámci tisíců robotů. V současné verzi se samozřejmě počítá pouze s dvourozměrnou plochou, na které roboti operují, další fáze je tak trojrozměrné prostředí.

Klepněte pro větší obrázek
Spousta robotů může pracovat jako jeden a nepotřebují k tomu žádné složité výpočty, komunikaci nebo paměť (Zdroj: University of Sheffield)

Absence jakýchkoli složitých čipů by mohla umožnit nejen tvorbu miniaturní robotů o velikost komára, kteří se budou třeba starat o sběr dat v daném okolí, ale také konstrukci nanorobotů určených pro lidské tělo.

Takoví nanoroboti by mohli mít zcela jednoduchou konstrukci a přes to by mohli společně plnit složitější úkol. Jedním z klíčových prvků je absence znalosti okolí. Roboti tak nemusí zpracovávat nadbytečné informace, které by byly výpočetně náročné, aby splnili zadaný úkol.

Stejně jako ptáci neřeší, zda „být či nebýt“ a proč je vlastně v noci tma, dokážou coby skupina pracovat jako chytrý celek bez vůdce, který by určoval a řídil jednotlivce ve skupině. Ostatně takto funguje civilizace obecně také. Výzkum má za cíl v podobném samoorganizujícím stylu interagovat i s okolními objekty a posunout laťku možností na další a použitelnější úroveň.

Jedním z příkladů využití je i velký počet miniaturních robotů, kteří se třeba starají o pole a sbírají data nebo rovnou ošetřují dané plodiny. A kdo ví, třeba se jednou dočkáme i efektivnějších robotů, kteří nahradí přírodní opylovače.

Abstrakt k výzkumu Self-organized aggregation without computation.

Témata článku: Technologie, Roboti, Procesory

11 komentářů

Nejnovější komentáře

  • AndyF1 12. 5. 2014 8:51:41
    "Jedním z klíčových prvků je absence znalosti okolí. Roboti tak nemusí...
  • Paul Wolf 11. 5. 2014 13:22:28
    Zas až tak světoborný mi to nepřijde... Tohle jsme "programovali" na škole...
  • vsudebyldvakrat 11. 5. 2014 10:48:32
    To se nedá číst, každá věc je v článku zmíněna 3x, ale to podstatné tam...

Určitě si přečtěte


Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

** Vyhledávače jsou natolik dobré, že si poradí i s frází v běžné češtině ** Pokud to ale nebude stačit, můžete vyzkoušet pokročilé funkce ** Vybrali jsme ty nejzajímavější

25.  9.  2016 | Jakub Čížek | 19

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

** Pro běžné úpravy fotek nemusíte pirátit Photoshop, vystačíte si s levnějšími programy ** Ceny pokročilých editorů se většinou vejdou do dvou tisíc korun ** Mnohdy stačí i bezplatné nástroje

26.  9.  2016 | Stanislav Janů | 50

Aby byl signál a internet všude: jak fungují a kde jsou schované antény operátorů

Aby byl signál a internet všude: jak fungují a kde jsou schované antény operátorů

** Základnové stanice BTS mobilních operátorů zdaleka nejsou jen typické kovové stožáry ** Podívejte se na některé nevšední instalace ** Dozvíte se, z čeho se moderní BTS skládá a jak funguje

28.  9.  2016 | David Polesný | 32

Pojďme programovat elektroniku: Vyrobím si z drobných součástek vlastní mikropočítač za pár kaček

Pojďme programovat elektroniku: Vyrobím si z drobných součástek vlastní mikropočítač za pár kaček

** Můžete si koupit třeba desku Arduino Uno ** Anebo si složíte celý mikropočítač sami ** Je to snadné jako facka

27.  9.  2016 | Jakub Čížek | 28

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

** Zoner vypustil do světa nové Photo Studio. Je za paušál. ** HP nechce neoficiální inkoust ** Koutek časopisu Computer

25.  9.  2016 | Časopis Computer | 65