Alkalmazkodóbbak lehetnek a robotok

Ha egy robot mozgásában valami hiba adódik, akkor a szerkezet általában teljesen megadja magát, se előre, se hátra nem hajlandó mozdulni. Az amerikai Vermont Egyetem professzora, Josh Bongard azonban megalkotott egy olyan robotot, ami képes reagálni környezetére vagy esetleges sérüléseire egy szoftveres megoldás alkalmazásával.

Az alany egy négylábú, csillag alakú robot, amit Bongard a Cornell Egyetem specialistái, Hod Lipson és Victor Zykov segítségével épített meg. A hatékony mozgás érdekében folyamatosan finomítja beépített szoftverét, akárhol és akármilyen állapotban legyen is. A robot képes alkalmazkodni a terep és önmaga változásaihoz: ha lerövidülne egyik lába vagy elvesztene egyet, akkor akárcsak a négylábú állatok, három lábon bicegne tovább.

Tervezői szerint a Starfish, azaz tengeri csillag névre keresztelt robot a mozgó robotok egy teljesen új generációja előtt kövezheti ki az utat, melyek rendkívül gyorsan konfigurálják át önmagukat a kiszámíthatatlan terepen és környezetekben.

A hagyományos robotok szoftvere általában nem számol a váratlan tényezőkkel, vagy magával a robottal, ami igen gyakran vezet a mozgás lekorlátozódásához. A Starfish azonban képes saját képességeinek és korlátainak a felmérésére, melyeket mind figyelembe vesz mozgásának megtervezésekor. Ennek megfelelően bekapcsoláskor saját érzékeinek tesztelésével indít, ízületeit véletlenszerű mozdulatokkal próbálja végig.

Az ízületeken elhelyezett szenzorok rögzítik minden ízület mozgás-tartományát, majd ezeket az adatokat továbbítják a vezérlő szoftver 15 beépített matematikai modelljéhez. Minden egyes sablon megad egy lehetséges haladási módot. Például elképzelhető, hogy az egyik modell egy skorpiószerű háromlábas haladást javasol, míg a negyedik láb a skorpió farkára emlékeztetve a magasba nyúlva az egyensúlyozást segíti, ezzel szemben egy másik modell rákszerű oldalazó mozgást javasol. Valamilyen szinten mindegyik helytálló, azonban korántsem biztos, hogy mindegyik hatékony is.

Mivel az eredmények finomítása érdekében az összes mozgást végig kell próbálni, ezért a robot kap egy virtuális társat, ami miközben ugyanazt a mozgást végzi el mint a valós robot, lepróbálja a matematikai modellek által javasolt lehetőségeket. A végeredményt visszaküldi a számítást végző géphez, ami finomít a modelleken és újra elvégzi a tesztet. A virtuális egységen pillanatok alatt elvégezhető annak a számtalan variációnak a ciklikus tesztelése, ami a valódi példányon egyrészt időigényes, másrészt kockázatos lenne.

A tesztelés és a finomítás egészen addig zajlik, míg a végén már csak egy modell marad állva, és ez adja ki az utasítást a valós környezetben tevékenykedő robot számára. Bongard szoftvere nem csupán a terep változásait, de a végtagok sérülését is minden eddiginél hatékonyabban kompenzálja. Jelenleg az összes számítás egy különálló asztali számítógépen zajlik, így ahhoz hogy robotunk valóban autonóm legyen, ezt a számítási teljesítményt bele kell integrálni. Ha mindez sikerül, a végeredmény nagy lépést jelentene a robottechnikában.

A változásokhoz gyorsan alkalmazkodó robotokra nagy szüksége lenne az űrkutatásnak, azon belül is a bolygókutató expedícióknak. Vegyük csak példaként a NASA marsjáróit, melyeknek egy-egy kilométer megtétele hetekbe, hónapokba telhet, de ugyanez a technika segíthet bizonyos mozgási területek fejlesztésében. Ilyen például a szintén kritikus fogás, amivel még mindig hadilábon állnak a robotok.