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.
Samoorganizující se roboti nepotřebují žádné procesory

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.

Diskuze (11) Další článek: Zprávy Živě: Microsoft také touží po chytrých hodinkách

Témata článku: Technologie, Roboti, Procesory, Sheffield, Robot, Trojrozměrný snímek, Hejno, Robota, Proces, Plodiny, Okolí, Komplexní systém, Jednoduchý robot, Jednoduchá konstrukce, Trojrozměrné prostředí, Miniaturní robot, Reálný test


Určitě si přečtěte

Zapomeňte na kometu, české nebe každý den křižují mnohem zajímavější kousky

Zapomeňte na kometu, české nebe každý den křižují mnohem zajímavější kousky

** České nebe každý den křižuje hromada exotických letounů ** Na populární mapě Flightradar24 je ale nenajdete ** Jsou to vojenské letouny USA, UK a NATO

Jakub Čížek | 37

12 netradičních map České republiky, které jste ještě nikdy neviděli

12 netradičních map České republiky, které jste ještě nikdy neviděli

** Tušíte, kolik je u nás hřbitovů a jak jsou velké? ** Dokážete si představit mapu českých řek a potoků? ** Udělali jsme to všechno za vás nad daty ČÚZK

Jakub Čížek | 10

Jak uložit dokument z Wordu, aby vydržel celé roky? Je to těžší než cesta na Mars

Jak uložit dokument z Wordu, aby vydržel celé roky? Je to těžší než cesta na Mars

** Jak uložit soubory, aby vydržely vnoučatům? ** A co kdyby měly přečkat celá staletí? ** Teď se o to pokouší GitHub a je to oříšek i pro lingvisty

Jakub Čížek | 118

Windows 10 May 2020 Update je venku. Odstraňuje hesla a přináší Linux

Windows 10 May 2020 Update je venku. Odstraňuje hesla a přináší Linux

** Jarní aktualizace Desítek přináší dost novinek, jsou ale spíš menší ** Zlepšují se stabilita, rychlost i komfort ovládání ** Revoluce ve Windows 10 teprve přijde

Vladislav Kluska | 93


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest: nejlepší notebooky do 20 000 Kč

Test 8 levných IP kamer

Jak vybrat bezdrátová sluchátka

Testujeme Android 11