Conoce al Kilobot. En el sentido de las agujas del reloj desde la esquina superior izquierda, estás mirando hacia arriba fondo, vistas laterales y frontales, respectivamente. También puede ver las diferentes partes de un Kilobot:A) motores de vibración, B) batería de iones de litio, C) piernas de apoyo, D) transmisor / receptor de infrarrojos y E) LED. Ver más imágenes de robots. Imagen cortesía de Michael Rubenstein, Nicholas Hoff y Radhika Nagpal Después de organizar una comida al aire libre en el patio trasero sumamente divertida con amigos, comienza el proceso de limpieza menos divertido. A pesar de tu determinación probablemente dejará algunas migajas atrás, y los restos de la comida al aire libre de su patio trasero probablemente atraerán a uno de los mejores equipos de la naturaleza.
Comienza con un enjambre de hormigas hambrientas que avanzan hacia la pila de papas fritas trituradas en el cemento. Pieza por pieza, las hormigas recogen las migas para llevarlas al nido. Los pequeños insectos están trabajando juntos ayudando a levantar bocados varias veces su tamaño. Actuando colectivamente, logran lo que un individuo no puede hacer por sí solo.
¿Y si pudiéramos diseñar robots como estas hormigas, capaz de trabajar tanto de forma independiente como como un todo más amplio? En la mayor parte, la creación de pequeños ejércitos de robots ha sido costosa y requiere mucho tiempo, lo que lleva a los científicos a ceñirse a las simulaciones por computadora en lugar de las reales.
Ingresar Kilobots . Los investigadores de la Universidad de Harvard crearon los pequeños bots con la esperanza de crear una forma fácil y económica de realizar pruebas. algoritmos - o pasos programados para resolver problemas - en un grupo de muchos robots. En marzo de 2012, el grupo había creado pequeños enjambres de Kilobots, con un objetivo mayor de construir un "kilobit" de Kilobots:un colectivo de 1, 024 individuos (y de donde el proyecto obtiene su nombre) [fuente:Rubenstein].
Estas máquinas simples pueden ayudar a probar y desarrollar comportamientos complejos en otros tipos de robots. Los partidarios de Kilobot dicen que el sistema podría ajustar los robots que encuentran y rescatan a las personas de los edificios derrumbados o posiblemente ayudar a limpiar las gotas de aceite pegajosas de los entornos contaminados.
Piense en los Kilobots como una flota de prueba:no necesariamente poseerán las cualidades, como ruedas, que tendrán otras máquinas. Bastante, son el patio de recreo donde los científicos pueden experimentar y resolver cualquier problema con su programación antes de invertir su dinero en investigación en proyectos más grandes, robots más complejos.
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Ordenar a un robot que actúe puede ser pan comido, pero lograr que todo un grupo funcione con la misma precisión no es tan fácil ni tan barato.
Uno de los mayores atractivos de Kilobots es su diseño simple y bajo precio. Michael Rubenstein, que ayudó a desarrollar los robots con otros investigadores de la Universidad de Harvard, dice que mantener bajos los costos y el tiempo de montaje era una prioridad.
Cada componente tiene un uso básico, ya sea que se esté moviendo o señalando a sus compañeros mecánicos cercanos. Los kilobots son únicos en el sentido de que permanecen en "modo de suspensión" hasta que los llama el controlador superior. Una persona puede "encender" todo un enjambre de Kilobots enviando una señal, en lugar de "encender" manualmente cada robot.
Si lo que desea su corazón es un Kilobot de 33 mm (1,3 pulgadas), aquí hay una lista básica de lo que necesitará para darle vida a uno [fuentes:Rubenstein et al., K-Team Corp.]:
¿Terminaste con ese bricolaje? Vamos a sumergirnos en lo que realmente pueden hacer los Kilobots.
Bits y BotsLas piezas de cada Kilobot cuestan menos de $ 15, aproximadamente 10 veces más baratas que los robots colectivos menos costosos a partir de 2012 [fuente:Rubenstein et al.]. Un robot tarda unos cinco minutos en ensamblarse. Y para los expertos en programación y robótica, el modelo de estos robots básicos es de código abierto, lo que significa que los pasos están disponibles para que cualquiera los use. Una empresa llamada K-Team Corporation también vende Kilobots ensamblados.
El Kilobot de la izquierda está transmitiendo una señal haciéndola rebotar en la mesa al Kilobot de la derecha. que lo recibe. Imagen cortesía de Michael Rubenstein, Nicholas Hoff y Radhika Nagpal Lo dijimos antes. Lo diremos de nuevo:los Kilobots están diseñados para ser los mejores probadores de algoritmos.
Digamos que el personal de emergencia quiere traer robots a la escena para una misión de búsqueda y rescate. Necesitarían saber qué tan bien se pueden comunicar las máquinas entre sí. Aquí es donde los Kilobots son especialmente útiles como maniquíes de prueba.
Cada robot puede hacer rebotar una señal infrarroja del suelo a otro bot junto a él, permitiéndole sentir dónde está en relación con otros en el enjambre (ver imagen). Rebotar esa señal también puede garantizar que los vecinos robóticos de uno estén en la misma página sobre cuándo y cómo se supone que se debe llevar a cabo una tarea. Saber dónde están otros robots es fundamental cuando se trata de localizar objetos en un entorno determinado y llevarlos de vuelta a la base de operaciones.
Hasta aquí, Hay tres comportamientos básicos de enjambre que los Kilobots han dominado:búsqueda de alimento, control de formación y sincronización.
Forrajeando Así es como suena:ordenar a varios robots que se dispersen y exploren el área que los rodea. Con Kilobots, la idea es reducir el tiempo que se tarda en buscar comida en un lugar en particular. Aquí es donde resulta útil enviar señales a otros en el enjambre. Michael Rubenstein, un investigador que ayudó a diseñar los robots, dice que buscar comida en grupo es mucho más eficiente que individualmente, especialmente en situaciones urgentes.
"Si hay un edificio derrumbado por un terremoto, y hay una persona que está atrapada en ese edificio:si envía un solo robot, puede llevar mucho más tiempo encontrar a esa persona que si envía un gran grupo de robots para encontrar a esa persona, ", dice. Aunque un edificio derrumbado y un piso, pizarra blanca son entornos totalmente diferentes, los algoritmos utilizados para navegar en ambos son similares.
Otra parte importante de los enjambres efectivos es control de formación , la capacidad de comportarse al unísono o en una parte específica del enjambre. Manteniendo la comunicación entre ellos, Los kilobots poseen un sensor de rumbo virtual que le da a cada uno un sentido realista de su posición en el grupo. En lugar de utilizar hardware para lograr esto, Los kilobots se conforman con software básico y algoritmos más avanzados. Realizar comportamientos complejos con la menor cantidad de hardware posible abarca el espíritu de Kilobots.
En un sistema en el que se espera que todos los robots estén en la misma página, sincronización asuntos. Si parte del enjambre necesita realizar una tarea durante un cierto período de tiempo y luego cambiar a otra segundos después, todo el grupo debe tener el mismo reloj interno. Una forma de visualizar esto es imaginar un enjambre de 1, 000 kilobots, y cada uno usa su luz LED para representar un píxel en un video más grande que se puede ver desde arriba. Para saber qué color señalar en un momento dado, cada Kilobot debe estar usando el mismo reloj.
Aunque son los queridos de la academia, Los kilobots son prometedores en el mundo real, también. Son una especie de tableros de dibujo. Digamos que algún investigador inspirado sueña con construir un enjambre de robots insectos para polinizar cultivos. Él o ella se beneficiarían de probar Kilobots primero.
Los pequeños bots también pueden arrojar luz sobre inteligencia de enjambre , o el comportamiento colectivo de un grupo, y cómo gestionar mejor grandes bandas de robots.
Toma transporte colectivo, por ejemplo. Las hormigas emplean el comportamiento de llevar alimentos (como las migas de papas fritas) de regreso a su nido. Los investigadores han descubierto que determinadas personas, hormigas y robots, desempeñan un papel especial en el proceso. Algunos pueden crear un camino en forma de cadena que guía a los recolectores de regreso al nido, mientras que otros se encargan de trabajar juntos para llevar el objeto de un lugar a otro. En la arena de Kilobot, Probar el mismo principio podría ayudar a los robots escolares a detectar y limpiar desórdenes en un entorno determinado, como derrames de petróleo, por ejemplo.
También pueden resultar útiles para crear mejores mapas o instantáneas de entornos. Los robots podrían hacer esto explorando un área y creando un mapa espacial como referencia. Otras asignaciones podrían incluir la polinización de cultivos o las principales operaciones de búsqueda y rescate [fuente:Rutter].
Michael Rubenstein, uno de los científicos que creó Kilobots, dice que la investigación futura se centrará en crear nuevos algoritmos que faciliten el control del enjambre. Programar los robots para realizar actividades de transporte colectivo y encontrar formas de crear formas útiles a partir de los robots (como la parte colapsada de un edificio, por ejemplo) siguen siendo prioridades. Quién sabe, tal vez Kilobots inspire a robots que se parezcan a los Transformers favoritos de la ciencia ficción. La idea es tener inteligente, robots más pequeños que pueden conectarse para formar un uno más poderoso.
Todavía, Rubenstein dice que hay mucho margen de mejora. Construyendo un 1, 000 enjambre de robots ha tomado tiempo. Y aunque los Kilobots pueden autocorregirse, carecen de precisión cuando viajan a distancias más largas.
Las hormigas se acercan a un objeto varias veces su tamaño y lo recogen sin esfuerzo (o así parece). Pero hay una capa completa de comunicación que nos falta si no miramos de cerca. Si queremos máquinas inteligentes con capacidades similares, tenemos que tomar algunos consejos de la naturaleza. Lo que más me sorprendió al escribir sobre Kilobots no fueron los propios robots, pero el nivel de detalle requerido para que los programas y algoritmos funcionen. Los kilobots solo rozan la superficie cuando se trata de las fascinantes ideas que los investigadores están probando. Estos diminutos ejércitos mecánicos sirven como un recordatorio de lo ordenado y complejo que es el mundo, y cómo tratar de entenderlo es la mitad de la diversión.
