или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Био-вдохновленные роботы: угроза или защита?

schedule 10.08.2015 в 06:19 link аналитика
​В мрачном варианте нашего будущего роботы станут вершить власть и люди будут вынуждены жить под землей под постоянным страхом. Поэтому сегодня у нас еще есть возможность выбора наших собственных судеб.



Поле робототехники, в котором био-вдохновленный дизайн играет все большую роль, действительно имеет как положительные, так и отрицательные стороны, - сообщает Robotics.ua.

На Международной конференции по искусственному интеллекту (IJCAI) в прошлом месяце более 1000 исследователей робототехники и искусственного интеллекта подписали открытое письмо, которое было представлено в ООН от Института Будущего Жизни.Письмо призывает к полному запрету развития ИИ-оружия, которое может поразить цель и убить без значимого вмешательства человека.

Письмо было подписано некоторыми известными лицами, в том числе Стивеном Хокингом и Элоном Маском, Стивом Возняком и Ноамом Хомски. Они опасаются, что в ближайшие годы, даже не десятилетия, такие устройства могут стать настолько обычным явлением, что может начаться страшная гонка вооружений, давая относительно дешевые мощности для уничтожения людей в руки тех, кто достаточно умен, чтобы построить их.

Это темная сторона робототехники, и ученые, работающие в области, видят настоятельную необходимость сократить исследования в этой области. Но эти технологии также предлагают огромные возможности для расширения и улучшения жизни. В исследовательских университетах Америки, к сожалению, эти два аспекта робототехники часто переплетаются.
Органически вдохновленные устройства разрабатываются с возрастающей скоростью из-за прогресса в нашей способности обрабатывать информацию, делая вещи более мелкими и используя новые материалы с новыми свойствами.

Это явление, несомненно, будет продолжать развиваться и будет частью более широкой тенденции технологической интеграции машинного интерфейса в человеческую жизнь. Машины будут выглядеть все более реалистично, и, возможно, мы сами будем выглядеть как машины в будущем.

Технология подражает жизни

Поисками сделать машины более реалистичными, как правило, занимались исследователи, изучающие общие атрибуты жизни: адаптивность; сила без потери гибкости и прочности; самостоятельный ремонт и самоорганизация.

Причиной для принятия машин более реалистичными была интеграция их в культуру. К примеру, механические домашние собаки с потенциальным увеличением возможностей и функций.
Если хобот слона является удобным инструментом для захвата и размещения, как определили инженеры Festo, почему бы не использовать эту форму, чтобы манипулировать объектами на сборочной линии.

Несколько таких инновационных функций недавно были обнародованы, и они предлагают частичный вид из круга исследований. Все они имеют тенденции для устойчивого роста с повышением эффективности, но некоторые из них могут оказаться действительно преобразующими.

Адаптивность в организмах включает в себя реакцию на внешние раздражители. Часто эта реакция означает обработку информации на определенном уровне. Петли обратной связи являются одной из форм этой обработки информации.

Приведем пример использования эхолота летучих мышей, как они охотятся за пищей, быстро меняя их траекторию полета в ответ на сигнал слежения. Летучие мыши издают пронзительный звук и получают эхо в ушах. Они являются более эффективными, чем любые антропогенные гидроакустические массивы, управляющие сложным процессом в крошечной легкой летающей платформе.

Рольф Мюллер из Вирджинии провел большую часть своей взрослой жизни над изучением летучих мышей. Он очарован структурами, используемыми для отправки и получения сигналов от сонара.

Эти структуры имеют сложные формы, и Мюллер и его коллеги утверждают, что эти формы и динамическое движение структур являются ключом к высокой производительности.
Используя высокоскоростные камеры, они построили основной прототип этих структур и считают, что это приведет к более эффективному и компактному сенсору для навигации роботов.

Био-вдохновленный захват


Джордж Уайтсайдс из Гарварда, тем временем, занимался проектированием и строительством мягкотелых роботов в течение многих лет. Его последний вклад за дизайн захвата морской звезды, предусмотренный для производства и автоматизированного управления складом.

Морская звезда является одним из относительно небольшого числа макроэкономических, многоклеточных организмов радиального плана с придатками, растущими из одной центральной точки.Морская звезда использует гидравлическую систему, в которой морская вода закачивается внутрьиз многих сотен ампул или «ног». Каждая из ампул действует так, чтобы образовать всасывание, когда вода выливается.

Искусственный прототип морской звезды выполнен из материала PDMS или силикона, и имеет сеть пневматических каналов и надувных элементов. При надувании общая форма захвата изменяется, закручиваясь от кончиков к центру.

Это действие имитирует многие явления в природе, где структура и свойства самих материалов создают динамические изменения.

Проектирование динамических устройств, таким образом, часто упрощает их, устраняя необходимость в сложном контроле и исполнительных системах, делая их дешевле. Это открытие помогло ученым начать коммерческие операции, и примером является компания SoftRobotics, которая проектирует и изготавливает на заказ захваты для промышленности.

Независимо от материала

Роберт Дж Вуд также из Гарвардского университета вместе с его коллегами в университете Калифорнии, Сан-Диего, работают над мягкотелой робототехникой, которая имеет свойства прыгать. Один робот, в частности, питается от сгорания из бутана и кислорода, а не от механической пружины.

Естественно особенность устройства была выражена в составе его материала, в котором полимер 3D напечатанных точных слоев переходил от жесткой до мягкой структуры.
Одним из лучших примеров изменения этого материала в природе является кальмар - моллюск, который изменяет структуру своего тела путем изменения соотношения белка, сахара и воды в его клетках.

Этот вид функциональной классификации позволил сделать прочность, необходимую для мягкотелого робота во время приземления, избегая типичных точек напряжения, созданных в твердых и мягких интерфейсах.

Майкл Портер из университета Клемсона и его коллеги из Университета штата Орегон также рассматривают морского конька в качестве вдохновения для сочлененного захвата, который представляет собой нечто среднее между жесткими и мягкими структурами роботов. Хвост морского конька имеет жесткие отдельные единицы, которые выстроены вместе в гибкой системе, тем самым решая противоречивые требования быть одновременно сильными и гибкими.

Хвост конька имеет внутренние соединения в довольно жесткой, квадратной призме фрейма, которые способны выдерживать дробления. Из-за суставов хвост является очень гибким и может расширяться и сжиматься в каждой из четырех пластин, образующих поперечное сечение мимо друг друга.

Марк Куткоски из Стэнфорда разработал Stickybot – робота по типу ящерицы, который может скользить по стеклу, продемонстрировав производную систему для скалолазания человека.
Совсем недавно Куткоски расследовал новое приложение для сухого клея на основе исследования Ван-дер-Ваальса: посадка микро воздушных транспортных средств (MAVS) на вертикальных поверхностях. Он совершенствует механизм применять и освободить искусственные ноги механизма, применяя достаточно силы на поверхности для достижения нужного эффекта.
Улучшая поток информации и производительность материалов, исследователи воплотили органические характеристики в мир роботов.

В то время как такой прогресс является очень быстрым, большая пропасть между сложностью живых клеточных систем и этих искусственных моделей по-прежнему является не заполненной.
Признавая этот процесс, ученые из Стэнфорда недавно написали следующее: «Если бы у нас был эквивалент мышцам и жиру, мы могли бы построить что-нибудь стоящее».

Будем надеяться, что у нас достаточно мудрости, чтобы использовать эти чудесные изобретения на пользу нашей жизни, а не на вред.

Комментарии: