ћорска€ звезда-робот учитс€ ходить и хромать

17.11.2006, 10:30
»сточник: Membrana.ru



¬озьмЄм дл€ примера собаку, у которой вдруг оказалась перебитой одна лапа. ћаловеро€тно, что пЄс встанет как вкопанный или упадЄт на землю. —корее он, воспользовавшись трем€ здоровыми лапами, убежит в безопасное место. ј вот дл€ большинства автономных роботов повреждение ноги смерти подобно. ¬прочем, одну машину на примере собаки удалось кое-чему научить.

“рое американских исследователей Ч ƒжош Ѕонгард (Josh Bongard) из университета ¬ермонта (UVM), а также ¬иктор «ыков (Victor Zykov) и ’од Ћипсон (Hod Lipson) из университета  орнелла (Cornell University) Ч опубликовали в журнале Science статью, в которой описали четвероногого, похожего на морскую звезду робота, способного без посторонней помощи оправитьс€ от "ранени€" посредством моделировани€ самого себ€.

"ћы ещЄ не дали этому роботу официального названи€, но между собой обычно именуем его "ћорской звездой" (Starfish), и нас не смущает, что у насто€щей морской звезды п€ть ног, а не четыре, Ч рассказал Ѕонгард. Ч ¬ообще-то, жива€ морска€ звезда намного лучше нашего робота в части восстановлени€ после повреждений, потому что она фактически может заново вырастить ноги".

ћорска€ звезда и еЄ создатели. —лева направо: ¬иктор «ыков, ƒжош Ѕонгард и ’од Ћипсон (фото Cornell University).
"ћорска€ звезда" и еЄ создатели. —лева направо: ¬иктор «ыков, ƒжош Ѕонгард и ’од Ћипсон (фото Cornell University). јвторы работы пишут, что их машина "использует взаимосв€зь "воспри€тие Ч приведение в действие", чтобы изучить своЄ собственное строение и впоследствии использовать эту "самомодель" дл€ передвижени€. ј когда часть ноги удалена, робот приспосабливает свою модель дл€ создани€ альтернативной "походки". Ёта концепци€ может помочь в разработке новых сложных машин и пролить свет на "самомоделирование" у животных".

ƒругими словами, вместо того, чтобы давать роботу набор жЄстких инструкций, исследователи позвол€ют машине "открыть собственную природу" Ч решить, как управл€ть собой: сначала робот учит себ€ ходить, а в случае повреждени€ Ч хромать.

"Ѕольшинство роботов имеет фиксированную модель Ч программу, заложенную инженерами, Ч объ€сн€ет Ћипсон. Ч ћы же впервые показали, как модель может по€витьс€ внутри самого робота. Ёто делает машины адаптивными на новом уровне, потому что перед ними можно поставить задачу, не забот€сь о создании программы дл€ еЄ выполнени€. ћы надеемс€, что это Ч выход роботов на следующую ступеньку познани€".

»так, на первом этапе робот "знает", из каких частей он состоит, однако не "понимает", как они устроены и как их использовать дл€ выполнени€ главной задачи Ч движени€ вперЄд.

"—перва робот вообще не знает, на что он похож. ¬сЄ, что ему известно, Ч он может быть змеЄй, деревом или чем-нибудь ещЄ", Ч по€сн€ет Ћипсон.

–азобратьс€ в себе машине помогает научный метод: теори€ Ч эксперимент Ч усовершенствованна€ теори€ Ч другой эксперимент, и так далее.

Ќа этой иллюстрации модель робота, которую он строит сам дл€ себ€, показана в виде зеркального отражени€ (иллюстраци€ Science).

Ќа этой иллюстрации модель робота, которую он строит сам дл€ себ€, показана в виде зеркального отражени€ (иллюстраци€ Science).

¬ результате робот начинает создавать серию компьютерных моделей собственного устройства, соедин€€ (в уме) свои части случайным образом. ѕосле этого машина вырабатывает команды, которые она могла бы дать двигател€м, чтобы проверить созданные модели.

«атем наступает ключевой момент: робот выбирает команды, чтобы получить результат, в зависимости от которого будет оценивать созданную модель. ѕотом машина выполн€ет эти команды и пересматривает модель. Ёто цикл повтор€етс€ 16 раз, и в итоге робот пытаетс€ сдвинутьс€ с места.

"” машины нет какой-то единой модели себ€ Ч у неЄ одновременно имеетс€ множество вариантов, которые конкурируют друг с другом", Ч говорит Ћипсон. ¬ итоге робот вырабатывает неловкую, но вполне функциональную походку, а самым эффективным вариантом пока €вл€етс€ способ, при котором робот опираетс€ на "живот", подт€гивает своЄ тело, отталкиваетс€ "задними" ногами, переваливаетс€, перекатываетс€. “рудно описать словами, но это действительно похоже на передвижение морской звезды Ч смотрите видео на этой странице.

Ќо вот инженеры удал€ют часть одной ноги, и робот, "понима€", что не может двигатьс€, заново начинает строить и провер€ть 16 моделей, чтобы "изобрести" новую походку. ¬о всЄм этом "ћорской звезде" помогает "виртуальна€ верси€ самого себ€", которую робот строит, чтобы наблюдать собственные движени€.  аждый раз, когда машина делает шаг, она обновл€ет эту модель "на лету" и использует еЄ дл€ следующего шага.

¬иртуальна€ модель и сам передвигающийс€ робот. Ќа снимках показано врем€ в секундах. ѕо данной иллюстрации трудно пон€ть способ передвижени€, поэтому посмотрите лучше видео Ч ссылка на ролик есть в тексте статьи (изображени€ Science).

¬иртуальна€ модель и сам передвигающийс€ робот. Ќа снимках показано врем€ в секундах. ѕо данной иллюстрации трудно пон€ть способ передвижени€, поэтому посмотрите лучше видео Ч ссылка на ролик есть в тексте статьи (изображени€ Science).

Ѕонгард считает, что робот, в некотором смысле, "сознателен" на примитивном уровне, потому что он "думает о себе". »сследователи, между тем, признают, что робот сам по себе простой, и успехи пока скромные, но основной алгоритм уже может быть применЄн в куда более сложных машинах, чтобы позволить им приспосабливатьс€ к изменени€м в окружающей среде и самосто€тельно себ€ ремонтировать, замен€€ детали.

"–оботы на других планетах должны быть в состо€нии продолжить свою миссию без человеческого вмешательства в случае, если они повреждены и не могут сообщить о проблеме на «емлю", Ч заметил Ѕонгард, и с ним трудно не согласитьс€.


 лючевые слова:
ћини-роботы
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

ћини роботы


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.