Kāpēc pētnieks būvē robotus, kas izskatās un darbojas kā sikspārņi

Meklēšanas un glābšanas misijas bieži notiek vietās, kur cilvēkiem ir grūti orientēties ekstremālu laikapstākļu, nelīdzenu reljefu vai bīstamu apstākļu, piemēram, dūmu vai putekļu, dēļ.

Vusteras Politehniskā institūta (WPI) pētnieks šajās misijās vēlas nosūtīt robotus, kurus iedvesmojuši sikspārņi, nevis cilvēki.

WPI profesors Nitins J. Sankets kopā ar savu komandu ir izstrādājis mazus lidojošus robotus, kas iederas plaukstā un izmanto ultraskaņu — gluži kā sikspārņi. Šie roboti izmanto AI darbinātu programmatūru, lai filtrētu troksni no ultraskaņas signāliem, ko ierīces savāc, ļaujot tiem pamanīt šķēršļus divu metru rādiusā.

“Meklēšana un glābšana tiek veikta, ejot kājām,” TechCrunch sacīja Sankets. “Ir daudz cilvēku, kuri patiešām skarbos apstākļos dodas kājām ar kabatas lukturīšiem un apdraud savas dzīvības, lai glābtu citus. Mēs uzskatījām, ka droni ir risinājums, jo tie var ļoti ātri pārvarēt daudz zemes. Tie var būt veikli un ātri.”

Sanketu jau sen aizrauj gaisa roboti un droni, kā arī tas, kā šīs tehnoloģijas var pielāgot reālām situācijām. Doktorantūras programmas laikā viņa padomnieks izaicināja viņu izveidot mazāko iespējamo robotu, kas pamudināja viņa pētījumus par bioloģijas norāžu izmantošanu mazāku mašīnu būvēšanai.

“Mums bija jāpārdomā, kas tajā brīdī būtu drons, proti, atgriezieties pie bioloģijas, jo bioloģija to dara labāk nekā mēs varam šodien,” sacīja Sankets. “Kā kukaiņi vai putni to dara ar ļoti ierobežotu aprēķinu un ne pārāk labu sensoru aparātu? Viņu acis nav tik lieliskas, viņu smadzenes ir patiešām mazas, taču viņi joprojām spēj paveikt šos pārsteidzošos lidojuma varoņdarbus. Tāpēc mēs sākām to aplūkot, un tas radīja manu doktora darbu.”

Sankets uzbūvēja robotizēta bišu stropa prototipu, kas sastāv no maziem droniem, kas varētu apputeksnēt ziedus. Neskatoties uz viņa pūlēm, viņš saprata, ka šī lietojumprogramma, iespējams, ir mēness šāviens, un sāka domāt par jomām, kurās uz bioloģiju balstīti roboti varētu ātrāk panākt pārmaiņas, kas viņu noveda pie viņa pašreizējā projekta.

Meklēšanas un glābšanas robotiem galvenais izaicinājums bija izveidot kaut ko ar nepieciešamajiem sensoriem un lidošanas tehnoloģiju, nepadarot robotu pārāk lielu, dārgu vai energoietilpīgu.

Sankets sacīja, ka viņi ir pievērsušies ultraskaņas sensoriem, ko izmanto automātiskajos jaucējkrānos, jo tiem ir nepieciešams ļoti maz enerģijas. Kamēr šī pieeja darbojās, uz robotiem uzbūvētie propelleri radīja pārāk daudz trokšņa, kas pārslogoja sensora spēju pamanīt šķēršļus.

Lai atrisinātu šo problēmu, viņi atkal pievērsās sikspārņiem.

“Sikspārņu degunā, ausīs un mutē ir šie īpašie audi, kas adaptīvi maina biezumu un blīvumu, lai modulētu veidu, kā viņi dzird un čivina skaņu,” sacīja Sankets. “Mēs domājām:” Labi, tas ir ļoti forši. Vai mēs varam kaut ko tādu izdarīt? Mēs izstrādājām 3D drukātu struktūru, ko novietot robota priekšā, kas būtībā dara to pašu [functionally, as] tas, ko dara sikspārnis, maina pašas skaņas formu.

Tagad, kad viņi ir spējuši panākt, lai roboti darbotos, viņi strādā, lai risinātu nākamo izaicinājumu: palielinātu ātrumu.

“Mums kā cilvēkiem patīk mēģināt atdarināt daudzas lietas, ko dara cilvēka smadzenes,” sacīja Sankets. “Mums ir tendence aizmirst, cik ievērojami ir citi dzīvnieki, kas ir daudz mazāki par mums. Jo īpaši kukaiņi un putni, kas ir daudz mazāki, patiesībā var veikt ievērojamus navigācijas varoņdarbus, ko, manuprāt, mēs neredzam bieži. Es domāju, ka mums vajadzētu domāt vairāk kā zinātniekiem, nevis vienkāršiem inženieriem.”