Инженерам удалось запрограммировать крошечных роботов, которые двигаются и думают как насекомые
Изобретатели из университета Корнелл добились успеха в создании крошечных, насекомоподобных роботов, в основе работы которых новый тип программирования. Он имитирует работу мозга насекомого.
Для того, чтобы робот ощущал порыв ветра, используя крошечные волоскоподобные металлические зонды, встроенные в его крылья, требуется огромный объем вычислительной мощности. Чтобы робонасекомые регулировали свой полет и планировали его путь, требуется, чтобы у них на спинах были мощные компьютеры соизмеримые с настольными. Сильвия Феррари, профессор механической и аэрокосмической техники и директор лаборатории интеллектуальных систем и средств управления, предполагает, что должны появиться нейроморфные компьютерные чипы, что позволит уменьшить нагрузку робота.
В отличие от традиционных чипов, которые обрабатывают двоичный код, нейроморфные чипы обрабатывают всплески электрического тока, которые срабатывают в сложных комбинациях, подобно тому, как нейроны стреляют в мозг. Лаборатория под руководством Феррари разрабатывает новый класс «основанных на событиях» зондирующих и управляющих алгоритмов, которые имитируют нейронную активность и могут быть реализованы на нейроморфных чипах. Эта лаборатория объединилась с Лабораторией микророботов Гарварда, которая разработала 80-миллиграммовый летательный аппарат RoboBee, оснащенный несколькими датчиками зрения и оптическими датчиками движения. Исследователи из Гарварда работают над тем, что робот привязан к источнику питания. Алгоритмы, созданные в Корнелл, помогут сделать RoboBee более автономным и адаптированным к сложным средам без значительного увеличения его веса.
— Порыв ветра или удар внезапно открывшейся дверью приведет к тому, что эти маленькие роботы потеряют контроль. Мы разрабатываем датчики и алгоритмы, позволяющие RoboBee избежать падения, или, если оно все же произошло, выжить и продолжить полет , — говорит Феррари.
Чтобы ускорить разработку алгоритмов на основе событий, Тейлор Клоусон, докторант лаборатории, создал виртуальный симулятор. Он моделирует RoboBee и аэродинамические силы, с которыми сталкивается робот во время каждого хода крыла. В результате модель может точно прогнозировать движения RoboBee во время полетов через сложные среды.
Помимо большей автономности и устойчивости, лаборатория планирует помочь RoboBee с новыми микроустройствами, такими как камера, расширенные антенны для тактильной обратной связи, контактные датчики на ногах робота и датчики воздушного потока, которые выглядят как крошечные волосы.
Гарвардский амбулаторный микроробот, четырехногий аппарат длиной всего 17 миллиметров и весом менее 3 граммов, уже применяется в работе. Он может скакать со скоростью 0,44 метра в секунду, но лаборатория Феррари разрабатывает алгоритмы, основанные на событиях, которые помогут повысить скорость робота.
Лаборатория продолжает работу с использованием четырехлетнего гранта в размере 1 млн. долларов от Управления военно-морских исследований. Она также сотрудничает с ведущими исследовательскими группами из ряда университетов, производящих нейроморфные чипы и датчики.
