Zwerm van 1024 microrobots maakt autonoom 2d-figuren

Onderzoekers aan de Harvard University hebben een autonoom opererende robotzwerm ontwikkeld die allerhande 2d-vormen aan kan nemen. De zwerm bestaat uit 1024 zogenoemde kilobots, eenvoudige robots die via infrarood onderling communiceren.

De onderzoekers van Harvard introduceerden al in 2011 de eerste 25 kilobots. Deze robots kunnen zich voortbewegen door middel van vibrerende voetjes. De kilobots communiceren onderling via infraroodontvangers en -zenders. Dankzij het eenvoudige ontwerp kost een enkele kilobot slechts 14 dollar, omgerekend zo'n 10 euro.

In een onderzoek naar zelforganiserende systemen bouwden de onderzoekers 1024 kilobots. De robots zijn op een groot oppervlak geplaatst waarbij zij via inductie continu van stroom worden voorzien. Met behulp van infrarood kunnen commando's aan de robots worden gegeven, schrijft Science.

De kilobots werken in de zwerm samen op basis van een aantal algoritmen die zijn afgeleid uit de natuur. Een van de belangrijkste algoritmen is die voor de plaatsbepaling. Een groepje kilobots doet daarbij in eerste instantie dienst als 'seeder', waardoor de andere robots in staat zijn om positie te kiezen en continu met elkaar te communiceren. Zo kunnen uiteindelijk 2d-vormen worden gemaakt.

De wetenschappers stellen dat uit hun onderzoek is gebleken dat robotzwermen geheel autonoom kunnen opereren dankzij lokale interactie. Nieuw onderzoek zou moeten uitwijzen of met behulp van complexere algoritmen eventuele fouten of schade aan een zwerm sneller ontdekt kan worden. Zo zouden grote aantallen robots net als een mierenkolonie stabiele vormen kunnen aannemen door zich aan elkaar te hechten.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (47)

[Mrten]

Interessant project, maar ik vraag me toch af hoe dit in de praktijk inzetbaar gaat zijn?

[Silmarunya]

Zelforganiserende systemen in de natuur (mieren- en bijenkolonies, bacteriële gemeenschappen, ontwikkelende planten) zijn in staat prestaties te leveren die de grootte en intelligentie van het organisme in kwestie ver te boven gaan. Dit verschijnsel, waarbij op zichzelf domme eenheden die in nauwe verbinding staan en duidelijke regels volgen toch de mogelijkheden van een veel intelligenter wezen kunnen evenaren, is bijzonder aantrekkelijk voor ingenieurs: we staan immers veel verder in vakgebieden als communicatie en data-analyse dan in kunstmatige intelligentie.

Zwermen goedkope, eenvoudige robots kunnen heel mooie toepassingen krijgen in landbouw (gericht aanbrengen van pesticiden, bestuiven, opsporen van ziekteverwekkers), in de industrie en zelfs in het verkeer (zelfrijdende auto's die een optimale route door druk verkeer bepalen).

Een relatief domme auto uitrusten met sensoren en communicatiemogelijkheden laat hem toe snel en veilig op zijn bestemming te raken (de zelfrijdende auto's van GM en Google werken ongeveer zo). Het alternatief is een computersysteem maken dat menselijke intelligentie benadert, maar daar zijn we nog heel ver van verwijderd (en zullen we waarschijnlijk ook nooit bereiken).

Dit project is een waardevolle toevoeging aan het vakgebied. De tuigjes die men hier gebruikt zijn dom en nutteloos, maar de algoritmes die men heeft ontwikkeld om ze aan te sturen kunnen waarschijnlijk met kleine aanpassingen gebruikt worden om nuttiger robots in de 'echte wereld' aan te sturen.

[Reactie gewijzigd door Silmarunya op 29 juli 2024 03:25]

[hardwareaddict]

Probleem van bijna alles in robotica met dingen als dit is niet zozeer het nut ervan. Nut kan ik gelijk geven: "het is leuk speelgoed".

Probleem is de prijs altijd.

[Damic]

In dit stadium niet maar eerder voor programmatie gewijs te leren en natuurlijk "low cost"

[Moofnor]

Mooi concept, maar we hebben toch al vaker vele kleine robots samen complexere vormen zien aannemen?

1024 KiloBots? 1 MegaBot

[Robbert S.]

Zeker, het vakgebied heet swarm robotics. Twee bekende voorbeelden:
https://www.youtube.com/watch?v=uIn-sMq8-Ls < 3D-vormen
https://www.youtube.com/watch?v=SkvpEfAPXn4 < 'zelfherstellend'

Het speciale aan de zwerm van dit artikel is alleen dat het algoritme gericht is op het aannemen van 2D-vormen. Verder beweren ze met 1.024 bots de grootste zwerm ooit gecreëerd te hebben.

[Nerot1x]

Dacht precies hetzelfde.. precies 1024 ook, ik zocht er een verband achter maar dit is idd de enige de ik kan bedenken >.>

[Monochrome]

Ik denk dat de naam Kilobot al een referentie is naar het feit dat ze in een zwerm van 1024 stuks ingezet worden ;-)

[Simyager]

Ben ik de enige die zegt dat het KibiBots moet zijn? Volgens mij is toch kilo=1000 en kibi=1024 .

Edit: ok het zijn er 1024 KiloBots/KibiBots dus 1 MebiBot dan

[Reactie gewijzigd door Simyager op 29 juli 2024 03:25]

[TFHfony]

Tja... Dan had de Commodore 64 volgens jou eigenlijk ook de Commodore 65,535 moeten heten ;-)
Maar even alle gekheid op een stokje: Er is inmiddels al lang geaccepteerd dat een Kilobyte gewoon als 1024 bytes wordt gezien. Een paar man met iets te veel tijd en te weinig leven hebben besloten dat dit kibibytes, bibibytes, mebibytes en wat dan ook moesten worden.
De rest van de mensheid heeft gelukkig wat beters te doen ;-)

[bouwfraude]

Vroeger was een KB 1024 byte.
Toen kwamen de harde schijf fabrikanten met hun zielige beetjes opslag voor veel geld en was een KB nog maar 1000 Bytes onder het mom van SI eenheden stelsel.

[Splorky]

-1 for SI denial (helaas)

[Cilph]

Hoe verplaatsen die botjes zich op die steeltjes? Hoe trillen ze niet random kanten op?

[watercoolertje]

Door te zorgen dat de trillingen de hele tijd onderbroken worden waardoor het momentum steeds in de goede richting komt om bijv een bocht te maken.

Een trilmotor is niks meer dan een normale motor met een vliegwiel wat niet in evenwicht is. Dus als je dat op het juiste moment draait en stopt gaat ie vanzelf in een bepaalde richting draaien/wandelen...

Als je telefoon trilt gaat ie meestal ook aan de loop, vrijwel altijd in dezelfde richting!

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 29 juli 2024 03:25]

[Exitz]

Als je telefoon trilt gaat ie meestal ook aan de loop, vrijwel altijd in dezelfde richting!
Zou leuk zijn moest die trill motor zo aangepast worden dat je telefoon niet meer van de tafel trillt.

[Verwijderd]

er is ook een app die een 360graden panorama foto maakt van je omgeving door je phone rechtop te zetten waarbij de app de trilfunctie gebruikt om een constante rotatie te maken

[Major Oof]

ben blij?

Met de oudere Nokia's trilde je tafel kapot.

[Verwijderd]

Gaaf filmpje!
Alleen vraag ik me wel een beetje af of dit nog nut heeft, ik bedoel, leuk natuurlijk dat ze in Harvard met dit soort projecten aan de slag kunnen (zou ik ook zeker wel willen!) maar voor de feitelijke 'robots', die zijn al een beetje te achterhaald lijkt me?

Zie hier, zelfde concept, maar dan ondersteund het ook 3D
http://youtu.be/mOqjFa4RskA
Grappig weetje is dat dit van 'de concurrentie' is, MIT, en als je het mij vraagt, hebben ze een stuk beter nagedacht over een ook echt nuttig systeem.
Leuk is ook dat o.a. "Google Spheres" (edit: die dingen in het ISS) dezelfde techniek gebruikt.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 29 juli 2024 03:25]

[SCiENTiST]

Deze cube bots worden door een algemeen systeem aangestuurd; de harvard bots van het artikel zijn zelfstandig en kunnen ook omgaan met onbetrouwbaarheid van hun buren. Een behoorlijk verschil.

[Reactie gewijzigd door SCiENTiST op 29 juli 2024 03:25]

[Verwijderd]

Ja en nee, je hebt op zich helemaal gelijk, maar ondertussen zijn de M-Blocks zeer waarschijnlijk ook autonoom, en anders wel binnenkort.

Uit een artikel van om en nabij een jaar geleden:

For now, the team is focused on improving their design. They’re building 100 new M-Blocks for further experimentation. Whereas the current blocks are individually controlled by their handlers, the new blocks have enough processing power onboard to do some things autonomously. The team is also working on new software to control them.

Bron van bovenstaande quote

Laten we wel wezen, het communiceren tussen de blokjes is echt niet moeilijk ofzo, en het kan ook nog goedkoop (zie immers de prijs van deze microbots in bovenstaand artikel, alles wat je nodig hebt is een paar ledjes en een lichtsensor of super simpel camera sensortje)

Maar oke, nogmaals, goed punt, in de video die ik linkte zijn die "M-Blocks" inderdaad extern aangestuurd, had ik er misschien even bij moeten vermelden, dat kan echter ondertussen (of binnenkort) veranderd zijn.

[Droefsnoet]

Maar als ik de laatste timelapse bekijk duurt het bijna 12 uur voordat ze een ster of letter K hebben gevormd?

[jeroen79]

De kilobots zijn dan ook niet heel krachtig wat betreft de motor en processor.
Dat is voor dit onderzoek ook niet nodig, je hebt tijd genoeg en zo hou je ze betaalbaar.

[Grrrrrene]

De moeilijkheid is ook niet zozeer om dit heel snel te doen, maar _om_ het te doen. Daarna is het een kwestie van betere aandrijving enzo. Doe dit met bots op wieltjes en het gaat al een stuk sneller

[Fawn]

Prachtig om te zien. Gaaf dat er nergens een centrale unit nodig is die dit organiseert.

[watercoolertje]

Gaaf dat er nergens een centrale unit nodig is die dit organiseert.

Het hangt er vanaf op welke schaal je het ziet natuurlijk...

Kijk je in onze hersenen zie je ook dat er geen centrale unit is die alles regelt, echter onze hersenen zijn wel de centrale unit van ons mensen, maar ga je kijken naar alle mensen die samenwerken zie je ook dat er geen centrale unit is die alles aanstuurt...

Ik zie de groep dus als een centrale unit, bestaande uit individuele botjes

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 29 juli 2024 03:25]

[Damic]

Neem een groep mensen en er word er 1 of meer leiders van die alles in goede banen leiden.

[watercoolertje]

Haha ja in dat opzicht wel maar niet omdat die meer capaciteit heeft. Maar dat zou hier ook van toepassing kunnen zijn toch? Dat ze het zelf uitzoeken (oftewel autonoom), wil niet zeggen dat 1 of enkele het voortouw nemen

[biglia]

Ik dacht dat een zwerm per definitie vliegende objecten waren. 1024 zouden er dan wel zeer veel. Maar onlangs heb ik hier ook een filmpje gezien met enkele vliegende objecten.

[Silmarunya]

Nee hoor. 'Zwerm' is een term die wordt gebruikt voor een groep insecten (soms ook vogels of vleermuizen) die zich als groep voortbewegen, net zoals een groep vissen een school wordt genoemd en een groep herbivore zoogdieren een kudde.

Veel zwermende insecten zijn toevallig ook vliegend, maar veel mieren en termieten kunnen bijvoorbeeld niet vliegen en worden toch 'zwerm' genoemd.

[micla]

Op mijn school heette een groep mieren een leger..

[Silmarunya]

Ik heb die term ook al vaak gehoord in de omgangstaal, maar nooit tegengekomen in (Belgische) handboeken. Een leger is een oppervlakkig nest van een haas, hert of ander klein zoogdier.

Nu goed, heel veel groepen insecten hebben specifieke namen; ze mogen echter allemaal met de term 'zwerm' worden aangeduid, omdat die term eerder naar het algemene gedrag verwijst dan naar een specifieke soort.

[Perkouw]

Dat is toch mooi 1024*10 = 10.240 euro. Verder wel erg interessant. Ik ben benieuwd hoe e.e.a. verloopt als robots sneller gaan. Dat lijkt me een stuk fout gevoeliger dan wanneer ze er zo'n 11 uur over doen.

[fruumel]

Idd, de snelheid is aan de trage kant. Efficiëntie kan serieus verbeterd worden.
Indien men ze intelligenter kan maken zal dit dan ook wel verbeteren denk ik.

[Reactie gewijzigd door fruumel op 29 juli 2024 03:25]

[Damic]

Algoritme aanpassen zodoende dat de bots langs 2 kanten "aanvallen" heb je veel minder tijd nodig.

[muppet99]

Of dat er bekeken wordt hoe de routes zo gunstig mogelijk worden afgelegd. Als je kijkt naar de natuur, in dit voorbeeld mieren, is het effectief gebleken dat slecht 1 route wordt gevolgd. Echter de lengte van de route kan eventueel geoptimaliseerd worden.

[Verwijderd]

Haha prachtig, net zoals die zwerm vissen in Finding Nemo