Pozrite si
Miniatúrne roboty vytvárajúce spoločenstvo v rojoch, konajúce v zhode, nie sú len výplodom fantázie sci-fi autorov. Ich vývoj už na špičkových pracoviskách beží.
Poznáte sci-fi techno-thriller Michaela Crichtona Dravec a obeť (v originále „Prey“ – „Korisť“)? Zaoberá sa vedeckým vývojom, smerujúcim k spojeniu informatiky, genetiky a nanotechnológií. Softvérový expert Jack Forman v románe zistí, ako sa ľudia môžu stať korisťou predátora tvoreného rojom nanorobotov.
Technológia, ktorá sa vymkla spod kontroly, sa vyvíja rýchlym tempom a hrozí, že sa vyvinie v dominantný rozumný druh, ktorý bude hrozbou pre ľudstvo.
V jednote je sila
Zatiaľ síce nemáme k dispozícii inteligentné nanoroboty, ale vývoj „časticových“ robotov už beží. Pracujú na nich vedci na univerzitách MIT, Harvard, Columbia a Cornell. Tieto „časticové roboty“, ako ich nazývajú, sú jednoduché, kruhové zariadenia, schopné sa navzájom magneticky spojiť, aby sa mohli pohybovať a pracovať ako roj.
Samotné roboty sú jednoduché. Každý je tvorený prstencom panelov, ktoré sa môžu rozťahovať a sťahovať ako clona na fotoaparáte a meniť priemer od 15 do 23 cm. Vybavené sú malým elektromotorom, batériou a mikrokontrolérom. Každý má tiež zabudovaný komunikátor a svetelný senzor.
Každý z týchto jednoduchých minirobotov sa sám o sebe dokáže len zmršťovať a expandovať, ale skupina je navzájom pospájaná pomocou magnetov na obvodoch častíc, dokáže spolu komunikovať a pohybovať sa ako celok. Pomocou koordinovaného rozširovania a zmenšovania sa celý roj môže posúvať smerom k svetelnému zdroju a prípadne aj niesť, alebo tlačiť predmety.
Systém môže byť tvorený ľubovoľným počtom časticových robotov a konfigurovaný do akéhokoľvek tvaru, ktorý je potrebný. (Zatiaľ pravdepodobne hovoríme len o 2D priestore.) Častice sa môže preskupiť do jednej línie, aby prešli cez úzku medzeru, alebo sa môžu rozprestrieť do šírky, aby dosiahli väčší vplyv a rýchlejší pohyb.
Zaujímavá je výhoda redundancie, ktorou sa robotický roj podobá spoločenským systémom z reálnej prírody. Keďže je každá jednotka nezávislá, porucha jednotlivého robota nebude znamenať kolaps celého roja.
Cieľom je miniaturizácia
V experimentoch vedci demonštrovali, ako by mohlo pri pohybe spolupracovať 24 časticových robotov. Liezli smerom k svietiacim žiarovkám a menili smer, keď tieto žiarovky boli vypnuté a iné sa zapli. Zároveň boli schopné prekonávať, alebo obchádzať prekážky.
Zaujímavé bolo pozorovať algoritmy, ktoré riadia tieto skupinové pohyby. Každá častica vníma intenzitu svetla a vysiela tieto údaje svojim susedom, pričom zároveň monitoruje signály okolitých robotov.
Častice sú naprogramované tak, aby sa pohybovali v určitom poradí, takže vytvárajú akési mexické vlny. Tie, čo sú najviac vzdialené od zdroja svetla sa rozťahujú a sťahujú ako prvé, potom nasledujú druhé najvzdialenejšie, až postupne po tie najbližšie.
Simulácie až s 10 000 časticami ukázali, že roj by bol schopný dostať sa do cieľa, aj keby 20% jednotiek nefungovalo.
Výskumný tím chce do budúcnosti časticové roboty miniaturizovať, aby viac zodpovedali svojmu pomenovaniu. Dlhodobým cieľom je dosiahnuť takú miniaturizáciu, aby mohli byť roje tvorené miliónmi mikroskopických robotov. Výziev s tým spojených je neúrekom – od vyriešenia pohonných jednotiek a čerpania energie, po infokomunikačný hardvér vtesnaný do miniatúrnych priestorov.
Vízia z Crichtonovho románu je zatiaľ vzdialená od reality, čo je možno aj dobre. Inteligentné roje nanorobotov, schopné reagovať na vonkajšie prostredie by mohli znamenať aj nemilé prekvapenia, ak by sme technológiu nemali pod dokonalou kontrolou.
Zdroj