Модульные роботы помогут в исследовании океана и проведут диагностику нефтепроводов

Инженерами Туманного Альбиона разработан робот, способный выполнять несколько разных задач благодаря своей модульной конфигурации.

Фотография University of Sheffield.

Изобретатели нового класса роботов черпают своё вдохновение, играя в конструкторы Lego из серии "собери сам" и трансформеров — роботов, из которых можно сделать разные модели, поменяв компоновку деталей. Цель создания такой техники – решение или выполнение задач, которые либо слишком скучны для человека (скажем, какая-то монотонная работа на производстве), либо опасны.

Исследовательская группа из Университета Шеффилда придумала способ, как сделать отдельный класс модульных роботов, способных работать под водой. Они могут использоваться в поисково-спасательных операциях, для осмотра нефтепроводов или помощи учёным в изучении океана.

"Существует целое сообщество робототехников, которое считает, что гибкие роботы будущего должны быть модульными", — объясняет Родерих Гросс (Roderich Gross), профессор робототехники и искусственного интеллекта.

Такие роботы, объясняет он, должны быть сконструированы из множества отдельных модулей, точно так же как организм человека состоит из триллионов клеток. Но в отличие от тела человека они могут быть перестроены (как дома из кубиков Lego) так, что можно сначала создать робота для выполнения одной конкретной задачи, а потом перестроить в другого, чтобы решить вторую проблему, и так далее.

Команда учёных под руководством Гросса недавно представила доклад о подводном самособирающемся роботе, который состоит из нескольких кубиков. Каждый куб оснащён четырьмя микронасосами, которые позволяют ему самостоятельно передвигаться в воде. И когда кубики соединяются друг с другом, они могут втягивать жидкость друг от друга, а также окружающую воду.

Чем больше модулей в роботе, тем точнее он передвигается (а следовательно, и совершает меньше ошибок), говорит Гросс.

Сложные инженерные задачи требуют использования таких модулей, которые будут достаточно малы, чтобы пробраться даже в самые труднодоступные места, например, в довольно-таки миниатюрные водопроводные трубы, которые должны проходить диагностику, или в сосудистую систему человека.

Другой вопрос – коммуникация модулей между собой. Роботы могут получать задания от главного робота или единого компьютера-мозга, но будет гораздо лучше, если они смогут общаться между собой и принимать решения распределённо. В этом случае они смогут выполнять более сложные задачи. Это, кстати, пригодится той технике, которая будет строить базы на Марсе или Луне, так как сигнал с Земли будет приходить с запозданием, и ей необходимо будет уметь общаться друг с другом.

"Мы использовали радикальный подход, когда различные модули работают вместе без коммуникации или арифметических вычислений. Они просто действуют, основываясь на том, какую информацию приняли. Это требует только способности хранить данные и затем немедленно действовать", — рассказывает профессор Гросс.

Сет Гольдштейн (Seth Goldstein), профессор компьютерных наук в Университете Карнеги – Меллона, говорит, что модульные роботы могут работать в воде, воздухе или на земле. Модульные роботы, действующие роями (swarm robotics), уже тестируются в исследовательских лабораториях.

"Если вы создадите специального робота, он, при всех его преимуществах, сможет выполнять только одну конкретную задачу. Но так как робототехника всё чаще начинает взаимодействовать с человеком и учится адаптироваться к более важным задачам, то нам нужны роботы, умеющие менять свои форму и функции", — отмечает Гольдштейн.