RoboBees: Miniatúrne lietajúce roboty napodobňujúce hmyz

Vedci riešili problém implementácie umelej inteligencie do miniatúrnych lietajúcich robotov RoboBees. Pri mechanickej stránke nie sú veľké problémy, ale zabezpečiť inteligentné  správanie bez obrieho výpočtového čipu je oveľa ťažšia výzva.

robot

V prípade veľkých robotov nie je s výpočtovým výkonom žiadny problém. Do veľkých konštrukcií sa zmestia veľké procesory, ktoré môžu mať vysoký výpočtový výkon a poradia si tak aj s pokročilejšími neurónovými sieťami a množstvom dát z hromady senzorov po celom tele robota. Pri minirobotoch veľkosti hmyzu ale žiadny takýto priestranný luxus nie je, a tak sa musí premýšľať efektívnejšie.

oceán

Lietanie nie je ľahké
Robot RoboBee má veľkosť približne 3 centimetre a hmotnosť iba 80 miligramov, vyžaduje pripojenie napájania cez vodič.
Súčasná mechanická konštrukcia využíva technológie Pop-Up MEMS (MicroElectroMechanical Systems), kde 2 extrémne tenké "krídla" vibrujú 120 krát za sekundu. Vďaka tomu sa RoboBees z uhlíkovej zliatiny ľahko vertikálne vznesú a to aj napriek zvýšenej hmotnosti, kvôli pripojenému káblu od napájania. Na nový dizajn a výrobu sú inžinieri pyšní, problém ale nastáva so softvérom.
Aby RoboBees bolo možné reálne použiť, musí nielen vzlietnuť a letieť daným smerom, ale poradiť si s fluktuáciou vzduchu všetkými smermi, pretože to vzhľadom k nízkej hmotnosti môže značne ovplyvniť let samotný. Je to skrátka niečo iné, ako keď vo vzduchu letí kilový dron oproti niečomu, čo nemá ani desatinu gramu. Stačí mierny závan a RoboBee poletí úplne niekam inam.

Efektívny mozog
Vedci sa inšpirovali hmyzom, ktorý tiež nie je vybavený žiadnym veľkým mozgom, ale veľmi jednoduchou a efektívnou neurónovou sústavou, ktorá je schopná v reálnom čase rýchlo a s minimálnou spotrebou energie spracovať obmedzené množstvo dát zo senzorov a prispôsobovať let podľa aktuálnych podmienok.
Vzhľadom k obmedzenému priestoru i hmotnosti nemohli vedci použiť klasické všeobecné čipy, ale využili neuročipy. V tomto prípade musí všetko prebiehať úplne zjednodušene a výkon sa uplatňuje len na základe spracovania informácií zo senzorov (optické, pohybové), ktoré sa ale musí prispôsobovať reálnym poveternostným podmienkam.

moucha

Učenie zatiaľ len v simulácii
Aby bolo možné už vopred pripraviť štruktúru a vycvičené neurónové siete, používa sa virtuálne prostredie, kde dochádza k simulácii (napríklad nečakaný prudký vietor z pravej strany a podobne).
Simulátor si poradí aj s učením neurónovej siete podľa odlišností medzi jednotlivými vyrobenými kusmi RoboBees. Do budúcnosti sa plánuje integrácia viacerých senzorov, ktoré rozšíria možnosti použitia RoboBees v reálnom prostredí. Teda, ak sa podarí vyriešiť batériovú (napájaciu) časť.

RoboBees: Miniatúrne lietajúce roboty napodobňujúce hmyz
Ohodnoťte příspěvek