211service.com
Team designar robotar för att bygga saker i stökiga, oförutsägbara situationer
Forskare vid Harvard University och SUNY vid Buffalo designar robotar för att fungera utanför idealiska, förutsägbara miljöer som lager eller fabriker och istället arbeta på platser där det kan finnas oväntade hinder, och där prediktiva algoritmer inte kan användas för att planera flera tusen steg ett huvud. Målet för sådana byggrobotar, som är designade för att hantera inkonsekventa och formbara byggmaterial, är att användas som katastrofhjälpmedel.
En av Harvard-teamets robotar har ingen topp eller botten. Den kan fortsätta fungera även efter att den fallit och välter.
Radhika Nagpal, professor i datavetenskap vid Harvard, och Nils Napp, biträdande professor i datavetenskap vid SUNY i Buffalo och tidigare postdoktor i Nagpals labb, har designat två robotar: en som lägger ut expanderbart, självhärdande skum och en annan som släpar och staplar upp sandsäckar.
Robotar byggda för konstruktion kan vanligtvis bara hantera diskreta material, som block eller tegelstenar. Materialen som dessa nya robotar bygger med är användbara i en rad verkliga miljöer, men de är mycket oförutsägbara. Skummet kan fastna på de flesta ytor och expandera för att fylla hål, men det börjar som en vätska, så det är omöjligt att veta exakt hur långt det kommer att rinna innan det stelnar; sandsäckar används ofta i katastrofhjälp som stödmurar, men granulerna inuti dem har en tendens att flytta runt när de manipuleras.
För att bekämpa denna oförutsägbarhet är Nagpal och Napps robotar utrustade med en infraröd sensor som tar skanningar och bedömer miljön mellan att lägga ner ett byggmaterial. Skanningen är en viktig del av att göra botarna så anpassningsbara.
Dessa robotar behöver kontinuerligt övervaka och planera om medan de arbetar, säger Napp. Det är något som djur gör, och som robotar ofta inte gör.
Genom att använda en algoritm som fungerar som en slinga – skanna, bedöm miljön, lägg materialet, scan igen, bedöm förändringarna i miljön, lägg mer material etc. – kan robotarna iterativt bygga allt eftersom de tar hänsyn till eventuella förändringar i miljön såväl som eventuella förändringar av materialet de använder.
Teamet fokuserar just nu detta anpassningsbara system på att bygga ramper, en relativt enkel struktur med praktiska tillämpningar: de kan användas för att koppla ihop två punkter, och de har också mycket flexibilitet i design.
Systemet är användbart för alla klättrande, manipulerande robotar som använder oförutsägbara material, inte bara skum eller sandsäckar. Nagpal säger också att systemet kan fungera med flera robotar. Eftersom algoritmen är anpassningsbar spelar det ingen roll om osäkerheten som en robot möter kommer från miljön, ett material eller en annan robots beteende.
Forskarna har precis börjat testa systemet i allt mer oförutsägbara miljöer. Nästa steg blir att konfigurera en robot för att bygga i situationer där den inte vet vilket material som kommer att finnas tillgängligt.