Nem emberformájú robotoké a jövő - video

Tech2020. aug 16.Növekedés.hu

Új varázsszó a technológiában a robogami. Elkezdtek olyan új miniatűr robotokat tervezni, amelyek képesek együttműködni egymással. Felismernek egy feladatot, összekapcsolódnak, megoldják, majd szétválnak és új feladatot keresnek - az origami és a hangyaboly működésének mintájára.

Ha megkérdezzük valakitől, hogy mi jut eszébe a robot szóról, jó eséllyel megtippelhetjük a választ. A popkultúra tele van robotokkal.

Ott van például a Terminátor 2-ből a cseppfolyós, alakváltó T-1000, vagy a Transformersből az Autobotok fővezére, Optimus Prime, de gondolhatunk Data-ra a Star Trekből is. Számtalan egyéb példát is lehetne sorolni,

egy közös bennük: mindannyian humanoidok, vagyis többé-kevésbé hasonlítanak az emberre.

Amikor Optimus nem éppen teherautó, akkor vannak kezei és lábai. A T-1000-es alapállapota is emberre hasonlító. Nagyon úgy néz ki, hogy a Hollywood a robotokat emberi mintára jeleníti meg. Világos, hogy erős drámai lehetőségek rejlenek abban, amikor egy humanoidról egyszer csak kiderül, hogy robot. (A fordítottjára kevesebb példa van.)

Képzeletünk szárnyalhat szabadon, viszont a jelenlegi technológiának erős korlátai vannak, az emberi formájú, viselkedésű robotoktól még nagyon messze vagyunk. Nézzük például a szemet.

Az emberi szem másodpercenként 500 fokos sebességgel képes mozogni. Gondoljunk csak bele, hogy milyen nehéz egy olyan berendezést tervezni, amely ekkora sebességű és ilyen komplex képfeldolgozásra képes.

Az emberi szem nem csupán jobbra-balra, valamint fel és le mozog, ennél sokkal bonyolultabb a mozgása. Elektronikusan ezt utánozni kőkemény feladat.

Jamie Paik, a lausanne-i Swiss Federal Instituta of Technology robotikával foglalkozó professzora az ilyen, és ehhez hasonló kísérletek során jött rá arra, hogy a robotika mai irányainak milyen korlátai vannak.

Terveztek például egy kezet, amely nagyjából olyan nehéz volt, mint egy emberi kar - nagyjából 4 kilogramm -, és képes volt megfogni és eldobni egy baseball labdát. Egy pénzérmét viszont már nem tudott megragadni, finom motorikus mozgásokra nem volt képest.

A kutatók az ilyen tapasztalatok nyomán kezdtek el abban gondolkodni, hogy mi lenne, ha olyan robotokat terveznének, amelyek inkább kiegészítik egymást, mintsem egy szerkezetet építenek, amely feladatok sokaságára képes. Paik arra jött rá, hogy létezik egy olyan rugalmas és sokoldalú platform, amelyet az emberek évszázadok óta használnak hasonló célokra. Ez pedig a papír és a hajtogatás művészete, az origami. Néhány egyszerű művelettel ( például félbe, keresztbe hajtás) hihetetlenül komplex alakzatokat lehet létrehozni.

Papír repülőt, papírhajót, csákót, az elszántabbak madarakat is hajtogattak - már az oviban. Az origami olyan platform, amely egyetlen, mondhatni kétdimenziós alapból komplex, háromdimenziós mintázatokat képes létrehozni. A matematikából tudjuk, hogy bármilyen háromdimenziós alakzat megformálható kétdimenziós összetevőkből.

A svájci intézet kutatói most azzal kísérleteznek, hogy az origami mintájára szerkesszenek robotokat - egy platformon több különböző “mintát”, funkciót hozva létre.

Az így létrejövő, egymással kommunikáló és több különböző funkcióra összeálló kis robotokat “robogaminak” nevezték el.

A jó 10 éve folyó kísérletek nagyon egyszerű feladatokkal indultak. A szinte kétdimeniós, lapos robogamikat először megtanították arra, hogy különböző alakzatokba, például piramis formába rendeződjenek, majd visszaalakuljanak egy lapos formává.

Mára a fejlesztések eljutottak oda, hogy a különböző alakzatokba rendeződő robotok sokféle feladatra képesek, például változatos terepeken, sivatagban, sárban, fűben haladnak előre. Ha hirtelen nehéz terepre érnek, gördülő formába rendeződnek, ha akadályt észlelnek, megpróbálják átugrani.

A feladattól és a környezettől függően képesek önállóan dönteni arról, hogy milyen alakzatba rendeződjenek, valamint arról is, hogy egyes elemeket leválasszanak magukról, vagy épp ellenkezőleg: magukba olvasszanak új robotokat.

Képzeljük el, hogy ezek a robogamik csoportokba rendeződnek - így hihetetlenül komplex feladatokra is képesek lesznek, a legváltozatosabb környezetben, akár az űrben is.

A robotika egyik iránya eddig az volt, hogy megpróbálták az alkatrészek méretét minimalizálni - ennek megvoltak a maga korlátai. A jelenlegi irány viszont azt célozza meg, hogy a robogamik alkotórészeit csökkentsék az elvégzendő feladat függvényében lehető legkisebbre.

Nézzünk minderre egy példát! A sebészetben például régóta kísérleteznek robotokkal, amelyeket egy joystick szerű berendezéssel irányítanak. Az ilyen műtétekhez nagy műtő, nagy felszerelés szükséges, számos robottal, hiszen az egészen finom, akár tizedmilliméteres vágásoktól kezdve a kevésbé pontos, de nagyobb erővel végrehajtott beavatkozásokra képes robotokra is szükség van.

Robogamikat használva mindez sokkal egyszerűbb. A feladathoz lehet szabni azok méretét, erejét, manőverező képességét, energia ellátását. Nincs szükség bonyolult joystickre sem, egy interface-en keresztül a vezérlést akár egy mobiltelefonnal is el lehet végezni.

Ha kiváncsi hogy működnek, érdemes megnézni az alábbi videót.