يتكيف الروبوت مع فقدان الأطراف

نشرت مجلة نيتشر مقالة بعنوان الروبوتات التي يمكنها التكيف مثل الحيوانات. يوضح كيف يمكن للروبوتات التعافي من الإصابة في أقل من دقيقتين. يُظهر الفيديو أعلاه كيف يتكيف الروبوت ذو ستة أرجل ويستمر في المشي حتى مع وجود ساقين مكسورتين. الخوارزمية المطورة قابلة للتطبيق أيضًا على الذراع الروبوتية.

الكائنات الحية لديها قدرة قوية على التكيف مع الإصابات. قد يفقد الكلب مخلبه ، ولكن بعد فترة ما زال قادرًا على اللعب مع صاحبه. سيجد الكاحل الملتوي طريقة لمواصلة الحركة. ستكون هذه الميزات مفيدة جدًا في الروبوتات التي يمكن أن تفقد أيضًا أجزاء من أجسامهم. وفقا للباحثين ، لا تبدأ الحيوانات التدريب من الصفر عند الإصابة. بدلاً من ذلك ، يستخدمون الحدس. يختارون عدة طرق لمواصلة العمل ، واختبارها واختيار الطريقة الصحيحة. تمكن فريق من العلماء من إنشاء روبوتات تقوم بنفس الشيء تقريبًا.

قبل بدء العملية ، يستخدم الروبوت محاكاة الكمبيوتر للتقدم. هذه هي الطريقة التي يتم بها تجميع خريطة سلوك تفصيلية بناءً على خوارزمية MAP-Elites التطورية الجديدة. تحتوي الخريطة على تمثيلات للروبوت حول أساليب العمل المختلفة وتقييم نجاحها. يتعرض Hexapod للتلف ويحاول استخدام طرق العرض هذه للتحكم في خوارزمية التعلم. لم تعد طرق المشي القديمة تعمل - تم تجميع خريطة لستة أطراف صحية. التجارب جارية لاكتشاف السلوك التعويضي وتحسين بايزي بسرعة. تسمى الخوارزمية الجديدة "التجربة والخطأ الذكي".

بعد الإصابة يتعلم الروبوت. لديه أفكار حول أنواع السلوك السابقة التي قد تنجح ، ويبدأ في اختبارها. لكن هذه الأفكار مبنية على محاكاة الروبوت بدون ضرر. لذلك ، تحتاج إلى إيجاد طريقة لتعديلها لجعلها تعمل. يقوم الروبوت بإجراء التجارب. إذا لم ينجح أحد السلوكيات ، فسيستبعد الروبوت مجموعته بأكملها ، ويجرب شيئًا آخر. على سبيل المثال ، إذا لم تساعد الحركات ذات الأرجل الأمامية ، فسيحاول الروبوت تحريك الجزء الخلفي. وفقا لنتائج التجارب ، فإن أهم جزء هو رسم الخرائط والعمل معها. ومن المثير للاهتمام أن حركات السداسي نتيجة لذلك تشبه حركات الوحش الجريح.

صُدم الباحثون بسرعة تدريب الروبوتات المتضررة. يتطلب التكيف أقل من دقيقتين ؛ في الفيديو ، تستغرق هذه العملية 20-30 ثانية. في بعض الأحيان ، نتيجة للتكيف ، يبدأ الروبوت ذو الستة أرجل في التحرك أسرع قليلاً من ذي قبل. تعمل نفس الخوارزمية مع العديد من الروبوتات الأخرى. على سبيل المثال ، يظهر الفيديو اختبارًا لذراع مناور ، كانت مهمته نقل كائن إلى نقطة معينة. وقد ثبت أن الطريقة تسمح لك بالتكيف مع فقدان طرفين من أصل ستة وانهيار محركين لمناور الذراع. كان Hexapod قادرًا على التكيف مع ستة أنواع مختلفة من الإصابات ، وهو ذراع آلي - أقل من 14 عامًا.

يمكن أن تساعد التكنولوجيا الجديدة في إنشاء المزيد من الروبوتات المستقلة والموثوقة. لن ترتبط عمليات البحث والإنقاذ بالاهتمام الشديد بالروبوتات ، وستظل الروبوتات المساعدة الشخصية مفيدة حتى في حالة حدوث أعطال خطيرة.

استنادا إلى المواد من Phys.org و الموقع الإخباري التابع لجامعة وايومنغ . دوى: 10.1038 / الطبيعة 14422 .