Embora os robôs atuais menor do que um ser humano, em muitos aspectos, mas, na escalabilidade, o robô pode ser descrito como um abuso completo de nossos organismos à base de carbono. O design modular do robô podem ser combinados módulo de decomposição, para alterar a sua função, forma, volume, e, portanto, capaz de diferentes tipos de tarefas.

Recentemente, uma equipe de pesquisa multinacional consiste em Bélgica, Espanha e Suíça, os pesquisadores demonstraram uma composição baseada em "Sistema nervoso pode ser robótico integrado" (Sistema Nervoso Mergeable) módulos robô altamente flexíveis. Estudo, publicado na recente revista "Nature Communications" (Nature Communications).

Como flexível é? Macaco comparáveis aos cabelos universais. O sistema de robô não pode somente ambiente "72 Variable", também podem ser alcançados de acordo com "auto-cura" e "transferência de cérebro", de modo a alcançar o efeito do controle eficiente atual do sistema de robô não tem!

Atingir estas características surpreendentes são dependentes da acima mencionada pode ser fundido sistema nervoso, A complexidade do sistema nervoso neste robô módulo é sem precedentes.

"Self-healing" e "metástase cerebral"

módulo Robot envolvidos no experimento, pelo Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne envolvido no desenvolvimento de uma combinação de aglomerado robô jogo marXbot: Cada robô marXbot está equipado com uma câmera panorâmica, sensores infravermelhos, etc., usando Wifi, Bluetooth conseguir uma comunicação, poder de computação alcançado pelo processador ARM e suporta módulos inter-robô conectados por dispositivos de hardware especiais.

Na superfície, estes robôs módulo e nenhum lugar especial: quando o módulo robô não está conectado, cada módulo tem um cérebro central, trabalho de forma independente.

E quando o módulo de integração está ligada, coisas surpreendentes aconteceu - o nascimento de um novo sistema nervoso: sistema do robô inteiro selecciona um módulo como os centros de o (mecanismo de selecção a seguir), cérebro e outros módulos apenas como "membros". Centros do cérebro responsável pela emissão de comandos para dividir a fusão, os membros atuam como atuadores e receptores, responsáveis pela coleta de informações.

pesquisadores Figura Shu configurar um defeito módulos robô. Neste caso, parte do sistema que contém o módulo de falha separado, e seguido pela adição de dois novos módulos de restituição

Com o cérebro e extremidades, natural e, finalmente, "batimento cardíaco". Por trás das funções acima, os cientistas também desenvolveram um protocolo de comunicação "batimento cardíaco", o protocolo usado para sentir que é "sinais vitais" do robô no agregado.

Atua como o cérebro do módulo agregado, irá enviar um sinal semelhante a um conteúdo de freqüência batimento cardíaco regular do sinal compreende um módulo de notificação membros quanto tempo "salto" de uma vez, e quem é que vai ter sucesso se houver danos ao módulo.

Cada membro módulo depois de receber o sinal, irá enviar uma mensagem de resposta para confirmar sua existência. Uma vez que a falha no módulo do membro danificado (isto é, a "morte"), outros módulos de som receberá que é "herdeiro" e "vontade". Assim, de acordo com a geometria do sistema nervoso, depois de esperar algum tempo, a "morte" do membro será percebido e tratado . Esta é a mecanismos de reparação do sistema.

Shu mapa de parâmetro robô

Assim, se o cérebro está quebrado? Não se preocupe, o sistema do cérebro e extremidades não são fixas.

Neste sistema, tanto que conduz ao módulo de controlo ou outros módulos para actuar como o cérebro dos membros, podem ser convertidos entre si. Portanto, quando qualquer um módulo falhar, o módulo de incapacidade de ser substituído, a nova estrutura é formada imediatamente, de modo que o resto do trabalho novamente. Assim, o filme que destruiu uma cabeça voltar a crescer uma cabeça da imagem, este sistema é efeitos absolutamente não especiais.

Além disso, cada fusão e cisão do robô são acompanhadas por mudanças no sistema de informação interno até à data, e todo o processo não será muito demorada.

Pode ser formada com um "cérebro" e vários "membros" FIG Shu Robotics entre qualquer combinação de toda a composição. A figura mostra o módulo integrado para formar diferentes formas, dissolução e processo de recuperação inversa como um módulo separado

hierarquia

O sistema robótico também tem um lugar inteligentemente concebido, isto é, dentro do sistema para estabelecer um "sistema de classes" hierárquica Esta é toda a base do nível de Deus pode ser fundido sistema está funcionando.

Cada módulo no sistema embora não haja nenhuma diferença na função e aparência, mas, de facto, a relação entre eles era, na verdade, uma árvore: o módulo a montante na árvore são identificadas e usadas como uma prioridade para o cérebro, e quando um módulo falhar , os outros módulos no fim de substituí-lo.

FIG Shu detecta uma unidade de robô que cada indivíduo reage de estímulos; B fusão de dois respondem robô separado a estímulos; c dois fundidos integralmente afastando-se do estímulo; D começa dois integralmente fundidos em um todo; E a deteco da formao de um grande conjunto de fonte de estimulação; f após a grande integralmente formada perto o suficiente para longe da fonte de estimulação

Em robótica autônomos pesquisas relacionadas ao modular anterior, cada módulo é controlado por uma implantação distribuída, que quando cada módulo tem seu próprio "cérebro", quando estes robôs são para alcançar a função global teria que ser através da comunicação chegou a uma colaboração. Isto leva-nos para a necessidade de uso adicional de um controlador externo para coordenar toda a operação, então cada módulo executado de forma independente a sua própria tarefa.

E depois deste estudo robô integração dos módulos do sistema nervoso, A arquitectura de controlo estrutura lata árvore inteiro, cada um dos módulos é simplificado, no centro do cérebro a montante e a jusante dos membros pode ser flexivelmente implementar qualquer manipulação de toda a operação de equipa, independentemente da predefinição coordenar a operação de cada módulo .

Individual fundido reter apenas um cérebro - as extremidades do sistema nervoso. Além do "cérebro", apenas a presença do outro módulo conhece o seu módulo a jusante.

Como mostrado abaixo, apenas a extremidade mais distai do módulo conhece a sua própria existência. É o que vai saber "mestre" a presença de todos os seus módulos de nível mais baixo, o centro de controle até que o mais a montante capaz de compreender todos os módulos.

Quando dois indivíduos fundido integralmente fundida novamente uma grande integração, ativa do controlo para a direcção do lado de absorção, enquanto que a junção a jusante do módulo torna-se.

Assim, B aceita o módulo de ligação na FIG tomado todos os módulos para nova fusão. Na fusão, todo novo módulo cérebro topologia novo robô será atualizada.

Este cima para baixo centro de controlo adaptativo, permitindo que o módulo robô é formado por acoplamento de um número maior de escala, e para suportar a nova funcionalidade através da adição de módulos. Para não tão bom exemplo, que parece em linha indireta organização de vendas downline para alcançar multi-nível de gerenciamento remoto de grande escala, economizando muita energia.

Esses recursos inteligentes, tornando o sistema como um todo é como formar um exército eficiente, quando o "Command" perdeu contato com as outras "forças" membros será imediatamente re-estabelecer uma nova estrutura organizacional, o estabelecimento de um novo "Command" garantir que a função global a execução normal.

E este top-down controle centralizado, e cada módulo tem o potencial para controlar as características da corrente e até mesmo a magia da natureza mas também permite que o organismo.

Figura

O que fazer

Então agora exibida na frente de você é como um exército de robôs: Se qualquer um módulo falhar, outros módulos irá substituir automaticamente, restaurar a função. Quando o centro de controlo do cérebro falha, cada parte do corpo pode ser re-estabelecer novos centros do cérebro, insuficiência de órgãos descartados, para assegurar a operação continuada do módulo normal de remanescente.

Então, quando o robô como uma centopéia, lutando até o último "módulo" não vai ser muito assustador? Reminiscente de algum tempo atrás Musker e especialistas AI inteligentes chamados para proibição de armas da ONU, este projeto pode fazer as pessoas sentirem assustador.

Não se apresse coisa tão assustador imaginar, este não é o autor do motivo de estudo, no trabalho, os autores disse: robôs futuro não será projetado para uma tarefa específica, vamos projetar módulo robô modular, Deixe a função robô mais flexível, adaptável e tem a capacidade de alterar a sua função ao tarefas, tamanho e aparência.

Naturalmente, este sistema também não é perfeito. A principal limitação do estudo atual existe, os pesquisadores ainda precisam ser programados para todos os módulos robô, a única maneira de garantir que estes módulos pode mesclar e dividir corretamente. O próximo passo da equipe é fazer com que cada módulo capaz de aprendizagem independente, eles também pretendem expandir o conceito de "sistema nervoso podem ser integrados" no robô modular reconfigurável, tem uma escalabilidade superior.