RoboBees: miniaturní létající roboti napodobují hmyz

  • Vědci vytvořili nový typ miniaturních létajících robotů
  • Velikostí i schopnostmi napodobují jednoduchý hmyz
  • Nejtěžším problémem je zajištění inteligence s malým výpočetním výkonem

Vědci z Cornellovy univerzity řeší problém implementace umělé inteligence do miniaturních létajících robotů RoboBees, které vyrábí inženýři z Harvardu. Zatímco po samotné mechanické stránce nejsou větší problémy, zajistit inteligentní chování bez obřího výpočetního čipu je mnohem těžší výzva.

V případě velkých robotů není s výpočetním výkonem žádný problém. Do velkých konstrukcí se vejdou velké procesory, které mohou mít vysoký výpočetní výkon a poradí si tak i s pokročilejšími neuronovými sítěmi a spoustou dat z hromady senzorů po celém těle robota. U minirobotů o velikosti hmyzu ale žádný takový prostorný luxus není a tak se musí přemýšlet zcela jinak a hlavně extrémně efektivně.

Létání není snadné

Robot RoboBee má velikost přibližně tři centimetry a hmotnost pouze 80 miligramů. V současné generaci sice vyžaduje připojení napájení přes vodič, integrace nějaké budoucí formy baterie či napájení v současnosti ale není zásadní pro samotný výzkum.

Současná mechanická konstrukce využívá technologie Pop-Up MEMS (MicroElectroMechanical Systems), kdy dvě extrémně tenká „křídla“ vibrují 120× za sekundu. Díky tomu se RoboBees z uhlíkové slitiny snadno vertikálně vznesou a to i přes zvýšenou hmotnost kvůli připojenému kabelu od napájení. Na nový design a výrobu jsou inženýři pyšní, problém ale nastává u softwaru.

Aby RoboBees bylo možné reálně použít, musí nejen vzlétnout a letět daným směrem, ale poradit si s fluktuací vzduchu všemi směry, protože to vzhledem k nízké hmotnosti může značně ovlivnit let samotný. Je to zkrátka něco jiného, než když ve vzduchu letí kilový dron oproti něčemu, co nemá ani desetinu gramu. Stačí mírný závan a RoboBee poletí úplně někam jinam.

Efektivní mozek

Vědci se tak inspirovali u hmyzu, který rovněž není vybaven žádným velkým mozkem, ale velmi jednoduchou a efektivní neuronovou soustavou, která je schopná v reálném čase rychle a s minimální spotřebou energie zpracovat omezené množství dat ze senzorů a přizpůsobovat let dle aktuálních podmínek.

Vzhledem k omezenému prostoru i hmotnosti nemohli vědci použít klasické obecné čipy, ale musejí využít rovnou neuročipy, které jsou přímo přizpůsobené pro běh neuronové sítě a jsou tak několikanásobně efektivnější než procesory či grafické karty. V tomto případě musí vše probíhat zcela zjednodušené a výkon se uplatňuje jen na to nejzákladnější zpracování informací ze senzorů (optické, pohybové), které se ale musí přizpůsobovat reálným povětrnostním podmínkám.

Díky tomu by miniaturní létající roboti mohli být i zcela autonomní a jednat na základě daného úkolu někam doletět, něco sledovat a podobně, bez nutnosti manuální interakce od vzdáleného operátora.

Učení zatím jen v simulaci

Aby bylo možné už předem připravit strukturu a vycvičení neuronové sítě, používá se virtuální prostředí, kde dochází k simulaci jak samotné konstrukce RoboBees, tak i vzduchu, respektive dat ze senzorů, které reprezentují například nečekaný prudký vítr z pravé strany a podobně.

Simulátor jde dokonce tak daleko, že si poradí i s učením neuronové sítě dle odlišností mezi jednotlivými vyrobenými kusy RoboBees. Do budoucna se rovněž plánuje integrace více senzorů, které rozšíří možnosti použití RoboBees v reálném prostředí. Tedy až se podaří vyřešit bateriovou (napájecí) část.

Diskuze (5) Další článek: Co je to síťová neutralita a proč z ní v USA nyní tak šílí

Témata článku: Umělá inteligence, Věda, Výzkum, Roboti, Čipy, Strojové učení, Neuronová síť, Hmyz, Harvard, Nejtěžší problém, Vzdálený operátor, Cornell, Virtuální prostředí, Výpočetní výkon, Budoucí forma, Vědec, Minimální spotřeba, Létající robot, Zvýšená hmotnost, Napájení, Miligram, Robot, Velká konstrukce, RoboBees, Nízká hmotnost, Grafické karty na Heureka.cz



Izrael díky speciální kamufláži zařídil pro své vojáky „neviditelnost“

Izrael díky speciální kamufláži zařídil pro své vojáky „neviditelnost“

** Materiál „Kit 300“ představuje vizuální i termální kamufláž ** Dokáže zablokovat tepelné vyzařování maskovaného vojáka či třeba stroje ** Velký kus materiálu Kit 300 může ukrýt vozidlo až do velikosti Hummeru

Stanislav Mihulka
IzraelMateriálArmáda
JWST život ve vesmíru nenajde. Jeho nástupce možná

JWST život ve vesmíru nenajde. Jeho nástupce možná

** JWST se brzy pustí do pozorování exoplanet a to přímo i nepřímo ** JWST posune výzkum exoplanet na novou úroveň, ale nebude moci říct, zda se na některé z nadějných planet nachází podmínky k životu ** Vědci už pracují na jeho nástupci

Petr Kubala
Teleskop Jamese WebbaExoplanetyMimozemský životVesmír
Nový Serious Sam nás vezme do promrzlého Ruska. Vyjde už na konci ledna

Nový Serious Sam nás vezme do promrzlého Ruska. Vyjde už na konci ledna

S překvapivým oznámením dalších šíleností Serious Sama přišel Croteam před pár dny. Dnes už tady máme plnohodnotné odhalení.

Martin Nahodil
Serious Sam: Siberian MayhemOznámení
Uncharted: Legacy of Thieves Collection míří na PS5 i PC v příštím roce

Uncharted: Legacy of Thieves Collection míří na PS5 i PC v příštím roce

Sony odhalilo data vydání pro obě verze očekávané sbírky dobrodružství Nathana Drakea.

Michal Maliarov
Naughty DogUncharted
Bezdrátová powerbanka CubeNest. Díky MagSafe ji připnete na záda iPhonu a výrazně prodloužíte jeho výdrž

Bezdrátová powerbanka CubeNest. Díky MagSafe ji připnete na záda iPhonu a výrazně prodloužíte jeho výdrž

** Powerbanky už nemusíte připojovat kabelem. Tuto jen připnete na záda iPhonu ** Má kapacitu 5000 mAh, takže výdrž už nemusíte řešit ** Kromě zpracování potěší také velmi atraktivní cenou

Martin Miksa
MagSafePowerbankyiPhone
Černobyl po 35 letech: Stále vypadá děsivě, elektřina se tu ale vyrábí dál

Černobyl po 35 letech: Stále vypadá děsivě, elektřina se tu ale vyrábí dál

** Uběhlo 35 let od tragické nehody v černobylské elektrárně ** Celá oblast je událostí stále silně poznamenaná ** Z Černobylu ale znovu teče elektřina – tentokrát solární

David Polesný
Elektrárna
Nový americký dělostřelecký systém zlomil rekord nejrychleji vystřeleným projektilem

Nový americký dělostřelecký systém zlomil rekord nejrychleji vystřeleným projektilem

** Nový dělostřelecký systém U.S. Army před časem zlomil rekord v rychlosti výstřelu ** Umožnila to speciální hnací náplň munice ** Za účelem jejího vývoje byl postavený pozoruhodný balistický simulátor (BSIM)

Stanislav Mihulka
RekordyZbraněArmáda
Zlatý řez ve fotografii

Zlatý řez ve fotografii

Mezi základní kameny fotografické techniky patří kompozice. Obdélníkový tvar fotografie umožňuje různé umístění fotografovaného předmětu ve scéně.

Tomáš Slavíček
Fotoškola