П'ятниця, 24 вересня 2021

Актуальне

Відсутність новин - теж хороша новина

Нові роботи пересуваються і думають як комахи

Інженери зуміли створити крихітних комоподібних роботів, але програмне забезпечення, здатне наділити їх автономністю, поки що становить проблему.

Група дослідників у Корнельському університеті експериментує з новим підходом до програмування, імітуючи роботу мозку комахи.


Обчислювальна потужність, необхідна роботу-комаху для того, щоб розпізнати порив вітру за допомогою схожих на волосини мікроскопічних датчиків, розташованих на їх крилах, і скорегувати свій політ з метою сісти на розкачувану квітку - зажадала б нести на собі обчислювач розміром з персональний комп 'ютер. Сільвіа Феррарі, професор аерокосмічного інжинірингу і директор Лабораторії розумних систем, представляє нейроморфний комп 'ютер як спосіб зменшити розмір комп' ютера для робота-комахи.

На відміну від традиційних мікросхем, що працюють з двійковим кодом (послідовностями з нулів і одиниць), нейроморфні чіпи обробляють сплески напруги, які запускають в дію складні реакції - так само, як діють нейрони мозку. Лабораторія Феррарі розробляє новий клас сенсорних і керуючих алгоритмів, заснованих на подіях. Ці алгоритми імітують нейронну активність і можуть бути виконані на нейроморфних мікропроцесорах. Такі процесори вимагають значно менше енергії, ніж традиційні, що дозволяє досягти Більшої обчислювальної щільності.

Лабораторія Феррарі об 'єднала зусилля з Гарвардською лабораторією мікроробототехніки, яка створила RoboBee - літальний апарат вагою 80 міліграм, забезпечений датчиками зображення, оптичного потоку і переміщення. Поки що цей робот прив 'язаний до джерела живлення, і вчені працюють над створенням портативного джерела, здатного усунути це обмеження. Алгоритми Корнельської групи зроблять RoboBee більш автономним і адаптованим до складного оточення, при цьому не збільшуючи його вагу.

Каже професор Феррарі: "" Порив вітру призвів би до втрати управління крихітним роботом. Ми створюємо датчики і алгоритми, що дозволяють уникнути аварії, а в разі такого - вижити і продовжити політ. Для цього недостатньо тільки спиратися на результати попереднього моделювання, і ми хочемо створити самонавчальні контролери, здатні адаптуватися до будь-якої ситуації ".


Щоб прискорити розробку подієвих алгоритмів, аспірант Тейлор Клоусон, співробітник лабораторії Феррарі, створив віртуальний тренажер. Заснований на реальній фізиці тренажер емулює RoboBee і вплив на нього поривів вітру. Модель здатна точно передбачати рух RoboBee в складних умовах.

"Комп 'ютерне моделювання використовується як для тестування алгоритмів, так і при їх створенні, - говорить Клоусон, учасник розробки автономної системи управління польотом для робота-комахи, із застосуванням заснованої на реальній біології нейронної мережі. - Ця мережа здатна навчатися в реальному часі, компенсуючи виробничі відхилення в параметрах примірників пристроїв - такі відхилення

За словами Феррарі, крім досягнення більшої автономності і стійкості, її лабораторія планує забезпечити RoboBee новими мікроскопічними пристроями, такими як відеокамера, тактильні вусики, контактними датчиками на лапках і сенсорами повітряного потоку, які виглядають як крихітне волосся.

Пристрій, який певно відчує позитивний вплив RoboBee - чотириногий Гарвардський Мандрівний Мікроробот "", довжиною 17 мм і вагою менше трьох грам. Він розвиває швидкість 44 сантиметри в секунду, а команда Феррарі розробляє подієвий алгоритм, який додасть до швидкості - проворство.

Найпопулярніше на сайті