روبوتات بسيطة وخوارزميات ذكية

تقنية النانوالطابع الزمني: 1 مايو 2021 ، 3:18 مساءً

عقدة المصدر: 836551

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > روبوتات بسيطة ، خوارزميات ذكية

عندما تتم إزالة أجهزة الاستشعار والاتصالات والذاكرة والحساب من مجموعة من الروبوتات البسيطة، لا يزال من الممكن إنجاز مجموعات معينة من المهام المعقدة من خلال الاستفادة من الخصائص الفيزيائية للروبوتات، وهي سمة يطلق عليها فريق من الباحثين بقيادة شركة Georgia Tech "تجسيد المهمة". " الائتمان شينغكاي لي، جورجيا للتكنولوجيا

المستخلص:
يعرف أي شخص لديه أطفال أنه في حين أن التحكم في طفل واحد يمكن أن يكون صعبًا ، فإن التحكم في العديد من الأطفال مرة واحدة يمكن أن يكون شبه مستحيل. يمكن أن يكون الحصول على أسراب من الروبوتات للعمل بشكل جماعي أمرًا صعبًا بنفس القدر ، ما لم يصمم الباحثون تفاعلاتهم بعناية - مثل الطائرات في التكوين - باستخدام مكونات وخوارزميات معقدة بشكل متزايد. ولكن ما الذي يمكن تحقيقه بشكل موثوق عندما تكون الروبوتات الموجودة في متناول اليد بسيطة وغير متسقة وتفتقر إلى البرمجة المعقدة للسلوك المنسق؟

روبوتات بسيطة وخوارزميات ذكية

أتلانتا ، جورجيا | نُشر في 30 أبريل 2021

سعى فريق من الباحثين بقيادة دانا راندال ، أستاذة الحوسبة المتقدمة ودانييل جولدمان ، أستاذ الفيزياء في عائلة دن ، وكلاهما في معهد جورجيا للتكنولوجيا ، إلى إظهار أنه حتى أبسط الروبوتات لا يزال بإمكانها إنجاز مهام تتجاوز قدرات الإنسان ، أو حتى القليل منهم. لقد تجاوز الهدف المتمثل في إنجاز هذه المهام باستخدام ما أطلق عليه الفريق اسم "الروبوتات الغبية" (جزيئات حبيبية متنقلة بشكل أساسي) توقعاتهم ، وأفاد الباحثون بأنهم قادرون على إزالة جميع أجهزة الاستشعار والتواصل والذاكرة والحساب - وبدلاً من ذلك إنجاز مجموعة من المهام من خلال الاستفادة من الخصائص الفيزيائية للروبوتات ، وهي سمة أطلق عليها الفريق اسم "تجسيد المهمة".

يشرح راندال أن روبوتات الفريق ، أو "تتصرف ، تنظم ، وتصدر أصواتًا" والتي تم تسميتها على اسم رائد الفيزياء الحبيبية بوب بيرينجر ، "غبية بقدر ما تحصل عليها". "هيكلها الأسطواني به فرش تهتز أسفلها ومغناطيسات فضفاضة على أطرافها ، مما يجعلها تقضي وقتًا أطول في مواقع بها جيران أكثر." تم استكمال المنصة التجريبية بمحاكاة حاسوبية دقيقة بقيادة Shengkai Li طالب الفيزياء بجامعة Georgia Tech ، كطريقة لدراسة جوانب النظام غير الملائمة للدراسة في المختبر.

على الرغم من بساطة الروبوتات BOBbots ، اكتشف الباحثون أنه عندما تتحرك الروبوتات وتصطدم ببعضها البعض ، "تتشكل مجاميع مدمجة قادرة على إزالة الحطام الثقيل جدًا بحيث لا يمكن لشخص واحد أن يتحرك بمفرده" ، وفقًا لغولدمان. "بينما يقوم معظم الناس ببناء روبوتات معقدة ومكلفة بشكل متزايد لضمان التنسيق ، أردنا أن نرى المهام المعقدة التي يمكن إنجازها باستخدام روبوتات بسيطة للغاية."

عملهم ، كما ورد في 23 أبريل 2021 في مجلة Science Advances ، مستوحى من نموذج نظري للجسيمات التي تتحرك على رقعة الشطرنج. تم تطوير التجريد النظري المعروف باسم نظام الجسيمات ذاتية التنظيم لدراسة نموذج رياضي لـ BOBbots بدقة. باستخدام أفكار من نظرية الاحتمالات ، والفيزياء الإحصائية ، والخوارزميات العشوائية ، تمكن الباحثون من إثبات أن النموذج النظري يخضع لتغير طوري مع زيادة التفاعلات المغناطيسية - تتغير فجأة من التشتت إلى التجميع في مجموعات كبيرة ومضغوطة ، على غرار تغييرات الطور التي نراها في الأنظمة اليومية الشائعة ، مثل الماء والجليد.

يشير راندال ، الذي يعمل أيضًا كأستاذ في علوم الكمبيوتر ومساعد أستاذ الرياضيات في جورجيا تك.

# # #

يعتمد التعاون على التجارب والمحاكاة التي صممها أيضًا Bahnisikha Dutta و Ram Avinery و Enes Aydin من Georgia Tech ، بالإضافة إلى العمل النظري لأندريا ريتشا وجوشوا دايمود من جامعة ولاية أريزونا ، وسارة كانون من كلية كليرمونت ماكينا ، وهي وهو حديث التخرج من جامعة جورجيا للتكنولوجيا.

هذا العمل جزء من مبادرة أبحاث جامعية متعددة التخصصات (MURI) بتمويل من مكتب أبحاث الجيش (ARO) لدراسة أسس الحساب الناشئ والذكاء الجماعي.

التمويل: تم دعم هذا العمل من قبل وزارة الدفاع بموجب جائزة MURI رقم. W911NF-19-1-0233 وبجوائز NSF DMS-1803325 (SC) ؛ CCF-1422603 و CCF-1637393 و CCF-1733680 (AWR) ؛ CCF-1637031 و CCF-1733812 (DR و DIG) ؛ و CCF-1526900 (DR).

####

حول معهد جورجيا للتكنولوجيا
يعد معهد جورجيا للتكنولوجيا ، أو Georgia Tech ، من أفضل 10 جامعات بحثية عامة تعمل على تطوير القادة الذين يطورون التكنولوجيا ويحسنون الحالة البشرية. يقدم المعهد درجات في الأعمال والحوسبة والتصميم والهندسة والفنون الحرة والعلوم. يدرس ما يقرب من 40,000 طالب ، يمثلون 50 ولاية و 149 دولة ، في الحرم الجامعي الرئيسي في أتلانتا ، وفي حرم جامعي في فرنسا والصين ، ومن خلال التعلم عن بعد وعبر الإنترنت. بصفتها جامعة تكنولوجية رائدة ، تعد Georgia Tech محركًا للتنمية الاقتصادية لجورجيا والجنوب الشرقي والأمة ، حيث تجري أبحاثًا تزيد عن مليار دولار سنويًا للحكومة والصناعة والمجتمع.

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
تريسي أ. ريفز
404-660-2929

جيس هانت رالستون
الإتصالات - كلية العلوم
(404) 385-5207

تضمين التغريدة

حقوق النشر © معهد جورجيا للتكنولوجيا

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: