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: Věda, Umělá inteligence, Výzkum, Roboti, Čipy, Strojové učení, Neuronová síť, Hmyz, Omezený prostor, Vědec, Reálný čas, Nový typ, Připojený kabel, Výpočetní výkon, Harvard, Nízká hmotnost, Minimální spotřeba, Cornellova univerzita, Robot, Budoucí forma, RoboBee, Virtuální prostředí, RoboBees, Velikost, Velký mozek, Grafické karty na Heureka.cz



Bude to o prsa. Facebook a Instagram pořád neví, kdy jsou zobrazené bradavky porno

Bude to o prsa. Facebook a Instagram pořád neví, kdy jsou zobrazené bradavky porno

**Meta má zjednodušit pravidla a být ke všem spravedlivá **Facebook s Instagram věnují samostatný odstavec bradavkám **Pravidla ale neřeší nebinární, transsexuální a intersexuální osoby

Petr Urban
InstagramFacebookSociální sítě
Všichni žijeme v Bublině. Je velká 1000 světelných let a magnetizovaná

Všichni žijeme v Bublině. Je velká 1000 světelných let a magnetizovaná

** O bublinách v galaxiích toho víme jen velmi málo ** Theo O’Neill a jeho kolegové se to snaží zlepšit ** Zmapovali magnetická pole naší Lokální Bubliny

Stanislav Mihulka
Astronomie
Recenze mobilu Google Pixel 7 Pro. Takhle má vypadat výborný fotomobil s Androidem

Recenze mobilu Google Pixel 7 Pro. Takhle má vypadat výborný fotomobil s Androidem

** Google opět ukázal, jak má vypadat správný Android ** Jedná se o vynikající fotomobil ** V Česku se bohužel projeví absence 5G či VoLTE

Jan Pánek
Vlajková loďRecenze
Obnovitelné zdroje do 50 kW bez licence i stavebního povolení. Klíčová novela vstoupila v platnost
Filip KůželStanislav Janů
LegislativaObnovitelné zdrojeFotovoltaika
Nejlepší filmy a seriály na Amazon Prime v roce 2022. Všechny mají český dabing nebo titulky

Nejlepší filmy a seriály na Amazon Prime v roce 2022. Všechny mají český dabing nebo titulky

Tyto seriály byly v roce 2022 na Amazon Prime mezi českými diváky nejoblíbenější. Nerozlišujeme žánr, stáří ani hodnocení na filmových webech. Jde o oblíbenost, kterou sleduje web FlixPatrol a počítá z ní souhrnné žebříčky.

Ondřej Králík
Amazon
U filipínského ostrova Luzon se na obloze objevilo něco neznámého. Mohla by to být nová čínská vzducholoď

U filipínského ostrova Luzon se na obloze objevilo něco neznámého. Mohla by to být nová čínská vzducholoď

** Na internetu se objevily snímky něčeho, co by mohla být vzducholoď určená k dlouhodobým letům ve velkých výškách ** Tento objekt se pohyboval v blízkosti západního pobřeží filipínského ostrova Luzon ** Vzhledem k okolnostem by mohlo jít o moderní čínskou vojenskou vzducholoď

Stanislav Mihulka
VzducholoďVojenství
Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

** Lidstvo se připravuje na kolonizaci Měsíce ** Jednou ze základních surovin, bez nichž se na naší přirozené družici neobejdeme, je nepochybně kyslík ** Kde ho vzít?

Stanislav Mihulka
KolonizaceMěsícO2