Stado lepsze niż jednostka
Studenci z University of Southampton dowodzą, że do licznych zadań lepiej zaprzęgnąć całą grupę tanich robotów, z których każdy będzie wykonywał inną pracę. Stworzenie takich maszyn jest znacznie mniej kosztowne i skomplikowane, niż urządzeń wielofunkcyjnych.
Brytyjscy studenci podczas konferencji Alife XI zaprezentowali niezależne roboty, z których każdy kosztował zaledwie 24 funty. Maszyny potrafiły się poruszać i komunikować za pomocą czujników na podczerwień. Podczas pokazu celem robotów było samodzielne podzielenie się zadaniami do wykonania. O tym, które zadanie robot wybrał, informowała zapalająca się lampka. Do wyboru były dwa zadania, symbolizowane przez kolor czerwony i zielony. Robotami nie zarządzało żadne centralne oprogramowanie. Po uruchomieniu maszyny zaczęły się poruszać i komunikować ze sobą, a po chwili 80% z nich wybrało zadanie czerwone, a 20% - zielone. Studenci postanowili zasymulować awarię niektórych maszyn i zabrali część z "zielonych" robotów. Okazało się, że w chwilę potem reszta urządzeń ponownie podzieliła się zadaniami w stosunku 80:20.
Klaus-Peter Zauner, który w Southampton University kieruje pracami nad stadami robotów, mówi, że eksperyment udowodnił, iż zastosowanie grupy prostych maszyn jest bardziej opłacalne, niż skonstruowanie jednej wielozadaniowej maszyny. Jeśli bowiem wyślemy roboty na Marsa, to w przypadku jednej maszyny, gdy dojdzie do awarii kilku podzespołów, zadanie nie zostanie wykonane. Grupa maszyn nadal będzie mogła doprowadzić je do końca nawet wówczas, gdy część z nich się zepsuje.
Podczas Alife XI pokazano też inne stado robotów, która powstała w ramach Shot. To wspólny projekt Wolnego Uniwersytetu z Brukseli i Instytutu Nauk Poznawczych i Technologii w Rzymie. Roboty z grupy Shot wyposażono w "dłonie". Poruszając się i spotykając, mogły samodzielnie zdecydować, z którym ze swoich pobratymców się przywitają. Ich twórcy podkreślają, że nie zaimplementowano im typowych algorytmów, określających, jak należy postąpić w danych warunkach. Maszyny wyposażono w mechanizmy wspomagające uczenie się, dzięki którym samodzielnie dostosowują się do sytuacji.
Stada robotów mogą zostać wykorzystane nie tylko w kosmosie. Na Ziemi przydadzą się podczas poszukiwania ofiar katastrof budowlanych. Ponadto można je będzie wykorzystać np. do budowy gigantycznych, liczących setki kilometrów kwadratowych, farm energii słonecznej położonych z dala od ludzkich osiedli.
Komentarze (9)
inhet, 8 sierpnia 2008, 16:33
Nawet ewolucja na to wpadła, klecąc nasz mózg z modułów.
wilk, 9 sierpnia 2008, 01:04
Dość dziwne wnioski. Nie wierzę, że same zdecydowały dwukrotnie, by identycznie się podzielić w stosunku 80:20. Zdecydowanie za tym stał algorytm, który wagowo preferował wykonywanie czynności "czerwonej". A komunikujące się roboty zliczały swoich kumpli i wymuszały na nich dostosowanie się do optymalnego podziału. Więc nie one wybrały, a ich system.
To, że uszkodzenie się jednego urządzenia multifunkcyjnego zakończy się niepowodzeniem przedsięwzięcia jest oczywiste, ale w w/w opisie użytych było tylko więcej takich samych urządzeń wielofunkcyjnych (każde mogło pracować i jako "czerwone", i jako "zielone"), co w ogóle nie oznacza zmniejszenia kosztów i ekonomiczności (po prostu więcej identycznych urządzeń, takie klony). Poza tym jeśli to miało sugerować polepszenie zarządzania urządzeniami specjalizowanymi (a takie przecież będzie tańsze niz all-in-one), to jak niby one mogą zmienić swoją funkcję? Robot zacznie manipulatorem ze śrubokrętem wbijać gwoździe? Sęk w tym by nie było 100 drogich robotów mogących wszystko, bo to tylko multiplikacja obecnego rozwiązania, a np. 50 robotów z młotkiem i 50 robotów ze śrubokrętem - co i będzie tańsze i dopiero wtedy pozwoli dzielić się zadaniami (oczywiście młotek i śrubokręt to tylko abstrakcyjne przykłady). Posuwając się dalej - po co nam lodówka, która upiecze pizzę i odkurzy dywan.
Zatem przedstawiony eksperyment pokazywał wyższość zarządzania przydziałami pracy wielu urządzeń, a nie wyższość specjalizacji tanich robotów nad wielofunkcyjnymi.
Gość Guardian, 9 sierpnia 2008, 11:02
Kosmiczne zastosowania - ok. Ale nie chciałbym mieć takie stada do odkurzania
galen, 9 sierpnia 2008, 11:23
Wnioski są jak najbardziej na miejscu. Przykład podpatrzony z przyrody. Pojedynczy termit ma odnóża do poruszania, szczęki do chwytania (ew. do obrony), proste narządy zmysłów (głównie opiera się na węchu, ma słaby wzrok), prosty, chemiczny sposób komunikacji i małą pamięć (głównie zaprogramowane komendy, czyli instynkt). Żaden termit nie dostaje polecenia od królowej, a wszystkie jakoś współpracują. I tworzą imponujące termitiery.
To samo mrówki. Potrafią żyć na pustyni, w bardzo niesprzyjających warunkach.
Jeśli jeszcze dorzucić specjalistów (żołnierzy-obrona, królowa-rozmnażanie, budowniczowie, zwiadowcy) i przełożyć na świat maszyn, otrzymamy niesamowite możliwości.
Gorąco polecam książkę Michaela Crichtona (to gość który popełnił Park Jurajski, Kulę, System i maczał palce w Ostrym Dyżurze) "Rój".
wilk, 9 sierpnia 2008, 15:23
Oczywiście, że w naturze jest podział na kasty, ale nie o to tutaj chodzi. Czy wyobrażasz sobie, żołnierza budującego termitierę albo walczącą królową w obronie gromady? Fakt, że robotnice także walczą gdy polegną wszyscy żołnierze, ale to tylko dlatego, że są one ewolucyjnie również wyposażone w małe szczęki (lecz szanse w walce z wrogimi żołnierzami mają nikłe - to tylko taka ostatnia linia obrony, przez poświęcenie). Natomiast eksperyment uwzlędniał identyczne urządzenia! To tak jakby była to symulacja tylko samych żołnierzy, a kolory stanowiły: czerwony (80%) - bronimy wejscia do termitiery i wnętrza, zielony (20%) - chronimy królową. W eksperymencie nie było żadnego podziału funkcyjnego (kasty, specjalizacja), był tylko podział zadań (co robimy). Zatem wnosek:
nie ma związku z wielufunkcyjnością.
polinkap, 9 sierpnia 2008, 15:31
tak tak były wyposażone w rozum i dobrą wolę i bez algorytmu potrafiły się tak podzielić.. btw urządzenia wielofunkcyjne są zazwyczaj gorsze od 'jednozadaniowych urządzeń' ale to nie zmienia faktu, że przedstawiony eksperyment tego nie dowodzi..
mikroos, 9 sierpnia 2008, 15:32
Ta sama teza mogłaby posłużyć do udowodnienia, że warto skomplikować pojedynczą, ale za to złożoną maszynę.
galen, 9 sierpnia 2008, 16:42
Jak najbardziej ma. Nawet w Twoim cytacie są uwzględnione "roboty, z których każdy będzie wykonywał inną pracę", co już świadczy o wielofunkcyjności. I nie chodzi o budowanie termitier. Taka grupa robotów zaprzęgnięta do celów badawczych byłaby w stanie zobaczyć znacznie więcej w krótszym czasie. Dostają zadania, np. badaj grunt, ustaw baterie słoneczne, ustawić antenę nadawczą, itd. Dzielą się. Jeśli urządzenia będą miały budowę modułową, to z samych siebie złożą w/w aparaty. Odpowiednio zaprogramowane mogą nawet wybudować schron korzystając z zasobów mineralnych i wbudowanego planu. To są proste komendy.
Przy urządzeniu wielofunkcyjnym nie ma pewności, że jak coś się zepsuje, awaria nie rozejdzie się na pozostałe podzespoły.
Ten eksperyment to tylko demonstracja tego co może być. Zabawa grupy studentów. Może naprawdę rozwinąć się w coś niezwykłego.
wilk, 10 sierpnia 2008, 01:17
Ale te roboty z eksperymentu były takie same. Identyczne. Zatem dzieliły się zadaniami (pracami w granicach swojej czerwono-zielonej funkcjonalności), a nie funkcjami. Chodzi mi o wyposażenie urządzeń, o manipulatory, zestaw sensorów, interfejsy komunikacyjne. Przytoczony przez Ciebie robot do badania gruntu powinien mieć zgarniarkę gleby/pompę zasysającą, jakiś spektroskop i inne urządzenia. Nie musi mieć skomplikowanego manipulatora do ustawiania paneli słonecznych i precyzyjnej kamery by na bieżąco zweryfikować postępy pracy, czy wysięgników do transportu kontenerów lub do budowy. W żadnym razie nie zaprzeczam oczywistemu wnioskowi, jakim jest to, że 10 mniejszych robotów zwiadowczych czy budowniczych szybciej wykona przydzielone zadanie, ale nie zamienią się nim (jak robot wielofunkcyjny). Mogą jedynie zmienić obszar poszukiwań czy np. przełączyć się z malowania na nitowanie (chociaż już i to będzie wymagać odmiennych manipulatorów).
Za słownikiem języka polskiego:
wielozadaniowy
1. «mogący spełniać wiele zadań»
2. inform. «dający możliwość wykonania jednocześnie wielu zadań»
(zadania: przenieś paczki z punktu A do B, ustaw elementy konstrukcyjne, zespawaj, zanituj, pomaluj; przykład obecny: robot montujący konstrukcje samochodowe)
wielofunkcyjny «mający wiele zastosowań»
• wielofunkcyjność
(zastosowania: robot budowniczy, robot serwisowy, robot transportowy, robot do pracy w reaktorze, robot strażniczy)
Wiem, że się po części czepiam słówek, ale to zupełnie inne kategorie funkcjonalności. I eksperyment prezentował ładnie tylko podział zadań. Fajniejszy eksperyment byłby, jakby były jeszcze roboty np. z czerwono-niebieskimi lampkami i np. tylko z samymi zielonymi.
Jeśli zaś chodzi o budowę modułową to masz tutaj rację, mogły by mieć tylko specjalne przyłącza i wymieniać się manipulatorami (spawanie, składowanie, malowanie, nitowanie).