Ein Forscherteam unter der Leitung von Dana Randall, ADVANCE-Professorin für Informatik, und Daniel
Die Ergebnisse dieser Aufgaben mit"Dumme Roboter" (im Wesentlichen mobile frei fließende Partikel) haben die Erwartungen von Wissenschaftlern übertroffen. Forscher berichten über die Fähigkeit, alle Sensoren sowie Kommunikation, Speicher und Computer zu entfernen und dennoch eine Reihe von Aufgaben unter Verwendung der physikalischen Eigenschaften von Robotern zu erledigen.
BOBbots (Benehmen, Organisieren, Summen von Bots - mitEnglisch wörtlich "benehmende, organisierte, summende Bots"), benannt nach dem Pionier der Massenphysik, Bob Behringer, "so dumm wie möglich", erklärt Randall. "Ihr zylindrisches Chassis hat unten vibrierende Bürsten und am Rand geschwächte Magnete, wodurch sie mehr Zeit in Gebieten mit mehr Nachbarn verbringen." Die experimentelle Plattform wurde durch präzise Computersimulationen ergänzt, die von Shankai Li, einem Studenten der Georgia Tech Physics, geleitet wurden.
Trotz der Einfachheit von BOBbots, Forscherfanden heraus, dass Roboter, wenn sie sich bewegen und ineinander stoßen, "kompakte Aggregate bilden, die in der Lage sind, gemeinsam Trümmer zu entfernen, die zu schwer sind, um sich alleine zu bewegen". „Während die meisten Leute immer komplexere und teurere Roboter bauen, um die Koordination sicherzustellen, wollten wir sehen, welche komplexen Aufgaben mit sehr einfachen Robotern gelöst werden können“, sagt Goldman.
Ihre Arbeit wurde von der Theorie inspiriertModell der Bewegung von Partikeln auf einem Schachbrett. Eine theoretische Abstraktion, die als selbstorganisierendes Partikelsystem bekannt ist, wurde entwickelt, um das mathematische Modell von BOB-Bots gründlich zu untersuchen. Mithilfe von Ideen aus der Wahrscheinlichkeitstheorie, der statistischen Physik und stochastischen Algorithmen konnten die Forscher nachweisen, dass das theoretische Modell mit zunehmenden magnetischen Wechselwirkungen einen Phasenübergang durchläuft - einen abrupten Übergang von einem dispergierten Zustand zur Aggregation in große kompakte Cluster, ähnlich der Phase Veränderungen, die wir in gewöhnlichen Alltagssystemen wie Wasser und Eis sehen.
„Eine strenge Analyse hat uns nicht nur gezeigt, wieErstellen Sie BOB-Bots, aber zeigen Sie auch die inhärente Zuverlässigkeit unseres Algorithmus, die es einigen Robotern ermöglichte, fehlerhaft oder unvorhersehbar zu sein “, bemerkt Randall.
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