MODELE ROBOTÓW

Samonaprawiające się roboty

Robot stworzny przez inżynierów z Uniwersytetu Cornell ma kształt sześcianu, a jego nadrzędną funkcją jest umiejętność samoczynnej naprawy oraz stworzenia własnej kopii.

Nie jest to pierwszy robot, który potrafi się replikować, powiedział Hod Lipson - kierownik badań. Wcześniejsze maszyny były jednak znacznie prostsze. W większości przypadków roboty rozprzestrzeniały się tylko w dwóch wymiarach. Bardziej skomplikowane technicznie urządzenia istniały tylko w symulacjach komputerowych, nie w rzeczywistości.

Jak przyznają projektanci, jest tylko prototyp technologii, która umożliwi budowę bardziej zaawansowanych robotów, które nie będą już uzależnione od człowieka w kwestii dokonywania napraw własnej konstrukcji. Ich zdaniem, funkcja ta może być przydatna szczególnie w przypadku maszyn pracujących w ekstremalnych i często niezbezpiecznych środowiskach, w tym w przestrzeni kosmicznej.

Robot Lipsona został zbudowany z czterech sześcianów ustawionych jeden na drugim. "Istnieje wiele maszyn, które można by zbudować na bazie takiej konstrukcji", powiedział Lipson. Według niego możliwe byłoby budowanie bardziej skomplikowanych robotów przez wykorzystanie większej ilości sześcianów.

Roboty składają się serii modułowych sześcianów "kostek", każda o boku 10 cm, w której każda ma wbudowany identyczny mechanizm oraz program z wzorem "matrycy" - całości robota. Kostki są wyposażone w elektromagnesy pozwalające na łączenie i rozłączanie z innymi kostkami

Każda z kostek może obracać się względem swojej przekątnej co pozwala robotowi złożonemu z kilku elementów na manipulowanie innymi kostkami, przykładowo robot "wieża" może zgiąć się i podnieść kolejna kostkę, dołączając ją do swojej struktury. Wielokrotnie powtarzając analogiczne operacje proste roboty mogą składać własne kopie.

Kompletna procedura replikacji zajmuje nieco ponad minutę. Identyczne zdolności replikacyjne posiada również "potomstwo".

Aby zbudować kopię, robot - rodzic kładzie się tak, by umieścić swój najwyżej położony sześcian na stole obok siebie. Sześcian ten staje się podstawą robota - dziecka. Następnie robot - rodzic podnosi nowy sześcian, wykorzystując do tego elektromagnesy zasilane z gniazdek umieszczonych na powierzchni stołu, i umieszcza go na podstawie robota - dziecka. Podczas tego procesu, robot - dziecko zgina się tak, by ułatwić robotowi - rodzicowi dokładanie kolejnych sześcianów. Po zakończeniu procesu na stole stoją dwie kolumny, każda zbudowana z czterech sześcianów.

Sześciany zawierają elektroniczny ekwiwalent DNA - mikroprocesor z pamięcią, w której zapisany jest plan budowy robota i instrukcje dotyczące samoreplikacji. Poprzez modyfikację tych informacji, teoretycznie możliwe byłoby reprodukowanie maszyn o wielu różnych kształtach i rozmiarach, powiedział Lipson. Robot zbudowany z setek dużo mniejszych bloków mógłby przyjmować bardzo wiele różnych kształtów.

Maszyny Lipsona posiadają niestety pewne ograniczenia. Przede wszystkim są uzależnione od dostaw nowych bloków. W przeciwieństwie do żywych stworzeń, nie mogą zbierać pożywienia i wytwarzać z niego materiału budulcowego. Dodatkowo, ponieważ proces replikacji jest zaprogramowany, jeżeli dodatkowe bloki nie znajdą się dokładnie w odpowiednim miejscu i w odpowiednim czasie, proces replikacji zostanie zatrzymany.

Docelowo roboty składające się z setek lub tysięcy identycznych modułów, mogłyby dokonywać samodzielnej rekonfiguracji pod kątem aktualnie wykonywanych zadań, adaptować się do panujących warunków i dokonywać samodzielnych napraw.

Źródło: www.4press.pl, Nature

Strona Uniwersytetu Cornell