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Scienziati ingegnere primi robot di particelle che imitano le cellule

Scienziati ingegnere primi robot di particelle che imitano le cellule


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I ricercatori della Columbia Engineering e del MIT Computer Science & Artificial Intelligence Lab (CSAIL) hanno progettato per la prima volta uno sciame robotico di particelle con singoli componenti che funzionano nel loro insieme. Il nuovo tipo di robot non è mai stato visto prima.

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Grey Goo

"Puoi pensare al nostro nuovo robot come al proverbiale" Grey Goo ", ha detto Hod Lipson, professore di ingegneria meccanica alla Columbia Engineering.

"Il nostro robot non ha un singolo punto di errore e nessun controllo centralizzato. È ancora abbastanza primitivo, ma ora sappiamo che questo paradigma robotico fondamentale è effettivamente possibile. Pensiamo che possa persino spiegare come i gruppi di cellule possono muoversi insieme, anche se le singole cellule non può."

Sebbene gli scienziati costruiscano da anni robot autonomi, questi consistono principalmente in dispositivi non biologici che non possono crescere o guarire. Ora, i nuovi robot scalabili di Columbia Engineering / MIT hanno la capacità unica di continuare a funzionare anche quando le singole parti non riescono a farlo.

"Abbiamo cercato di ripensare radicalmente il nostro approccio alla robotica, per scoprire se esiste un modo per rendere i robot in modo diverso", ha detto Lipson che dirige il laboratorio Creative Machines.

"Non solo fare sembrare un robot una creatura biologica, ma in realtà costruirlo come un sistema biologico, per creare qualcosa che è vasto in complessità e abilità ma composto da parti fondamentalmente semplici".

I ricercatori hanno creato il loro sciame utilizzando molte particelle identiche. Questi singoli componenti chiave potrebbero eseguire ciascuno un movimento semplice come espansione e contrazione. Ma insieme, diventano un'entità intera che può continuare a funzionare anche se alcune parti di essa sono danneggiate.

Combinare le cellule

"Tutte le creature in natura sono fatte di cellule che si combinano in modi diversi per creare organismi. Nello sviluppo di robot particellari, la domanda che ci poniamo è: possiamo avere cellule robotiche che possono essere composte in modi diversi per creare robot diversi? Il robot potrebbe avere la forma migliore richiesta dall'attività: un serpente che striscia attraverso un tunnel o una macchina a tre mani per il pavimento di una fabbrica. Potremmo persino dare a questi robot particellari la capacità di crearsi da soli. Supponiamo, ad esempio, che un robot abbia bisogno di un cacciavite dal tavolo - il cacciavite è troppo lontano da raggiungere. E se il robot potesse rimescolare le sue cellule per far crescere un braccio extra lungo? Man mano che i suoi obiettivi cambiano, anche il suo corpo può cambiare ", ha affermato Daniela Rus, Direttore CSAIL.

I ricercatori hanno modellato ulteriormente i movimenti dei robot nelle simulazioni. Utilizzando centinaia e migliaia di particelle, hanno testato l'evitamento degli ostacoli e il trasporto di oggetti. Hanno scoperto che la loro robotica delle particelle era in grado di sopravvivere sia all'interferenza rumorosa che al guasto di alcuni dei loro singoli componenti.

"Abbiamo scoperto che i nostri robot particellari hanno mantenuto circa la metà della loro velocità completamente funzionante anche quando il 20% delle particelle è morto", ha detto Richa Batra, co-primo autore dell'articolo e Ph.D. di Lipson. studente che ha condotto gli studi di simulazione.

Lo studio è pubblicato oggi inNatura.


Guarda il video: Struttura dellatomo (Potrebbe 2022).


Commenti:

  1. Tawil

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