- El Ejército de EE. UU., Con fondos de la National Science Foundation, ha pagado a los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad Northwestern para que presenten una nueva forma de robots modulares.
- Usando pequeños robots, llamados "smarticles", los científicos podrían usarlos para construir robots más grandes para una variedad de propósitos en diferentes situaciones, descritos en un artículo publicado en Ciencia Robótica.
- Las aplicaciones militares podrían mantener a los humanos fuera de entornos peligrosos o permitir que los robots ingresen a espacios pequeños donde las personas simplemente no pueden caber.
Los robots tienen un par de componentes típicos: motores, actuadores, patas y ruedas, por nombrar algunos. Pero estos pequeños robots modulares llamados "smarticles" o "partículas activas inteligentes" están rompiendo las reglas. No hacen nada excepto agitar sus "alas", haciéndolas parecer hilanderos inquietos.
La magia no está necesariamente en los pequeños robots, aunque son entretenidos de ver. Se trata de lo que hacen juntos como equipo. Se unen a otros smarticles para formar robots más grandes.
El Laboratorio de Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU. Financió la investigación, que fue realizada por expertos del Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad Northwestern. El final del juego es usar estos robots modulares en el terreno para misiones reales, según un comunicado de prensa.
"Por ejemplo, según lo previsto por el Concepto Funcional del Ejército para Maniobra, un enjambre robótico podría algún día ser capaz de moverse a un río y luego formar de manera autónoma una estructura para cubrir la brecha", dijo Sam Stanton, gerente de programa de dinámicas y sistemas complejos en la Oficina de Investigación del Ejército, en el comunicado.
Transfiguración 101
Los robots normalmente se mueven a través de una combinación de componentes de un solo propósito, lo que significa que cada actuador, sensor o miembro se ha construido con una función específica en mente.
Eso es exactamente lo que hizo que fuera tan difícil crear elementos robóticos que no tienen un objetivo establecido en mente: los smarticles son "genéricos", escriben los autores en el resumen del artículo, y es difícil controlar un colectivo de estos robots más pequeños "porque las técnicas de síntesis suelen asumir relaciones de entrada-salida conocidas ".
Los smarticles, que están impresos en 3D, solo pueden batir sus dos brazos. Sin embargo, si combina cinco en forma de círculo, se empujan entre sí, lo que se parece a las aletas de una máquina de pinball. Ese movimiento crea un sistema robofísico conocido como "supersmarticle". No solo es una palabra increíble para decir en voz alta (¡pruébalo!), Sino que también significa que todo se puede mover solo, desde un pequeño dispositivo de aleteo a algo que al menos puede moverse como el Blob.
Si se agregan otros sensores al supersmarticle, como detectores de luz o sonido, podría navegar bastante bien simplemente siguiendo los estímulos.
Entonces, ¿cómo se construye lo que es esencialmente un transformador? Daniel Goldman, profesor de la familia Dunn en la Facultad de Física de Georgia Tech, uno de los investigadores de smarticles y un físico reconocido por su trabajo en biomecánica en la locomoción animal, dio Mecánica Popular los detalles.
Realmente no importa de qué estén hechas las smarticles, que están formadas por microcontroladores y micrófonos en este caso, dice Goldman. Esto se debe a que los avances tienen más que ver con los conceptos físicos subyacentes.
"El punto no es que estén hechos de nada en particular, sino de su dinámica. Sucedimos que los hicimos con microcontroladores y micrófonos para escuchar los tonos, pero así es como los construimos ", dice Goldman Mecánica Popular. "Los principios involucrados … abofetearse al azar … y aprender a hacer que las cosas no sean aleatorias es el concepto de física que se nos ocurrió".
Los smarticles no pueden comunicarse de ninguna manera en este momento, por lo que su movimiento es en realidad al azar, Goldman dice. Los robots individuales chocan entre sí y empujan y tiran y se enredan para crear un todo más grande.
La esperanza de Goldman es hacer un robot con otros pequeños robots, "ninguno de los cuales es particularmente capaz de hacer por sí mismo … nadie es especial".
Eso es valioso no solo en aplicaciones militares, sino también en la industria. Cuando las piezas robóticas se rompen o se desprende un brazo, ese es un tiempo de inactividad masivo para mejorar el robot. En la versión de smarticle, otros smarticles podrían reemplazar y reparar instantáneamente el enlace faltante.
Todo se remonta a una investigación fascinante sobre las hormigas de fuego, dice Goldman. Los insectos crean estructuras complicadas en el suelo que parecen montículos de tierra, pero contienen estructuras de laberintos complicados debajo.
"Ninguna hormiga en un tiempo razonable podría crear un nido por sí solo … ese es un principio general motivador (para este trabajo), que puedes hacer cosas como un grupo que ningún individuo puede hacer".
Goldman también admite que se inspiró en el personaje de Sandman en 2007 El hombre araña 3.
"¡Está hecho de arena y puede tomar la forma que quiera!"
¿Por qué el ejército quiere los robots?
Rob Felt / Georgia Tech
Este ciertamente no es el primer tango de los militares con la robótica. Solo en la última década, hemos visto a la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) organizar tres competiciones bien conocidas para ampliar los límites de la tecnología en búsqueda y rescate, combate y más.
El DARPA Urban Challenge es quizás el más famoso, ya que muchos de los robotistas que trabajan en vehículos autónomos para la carrera han creado nuevas empresas que ahora son algunas de las compañías más cercanas para alcanzar una construcción totalmente autónoma (y segura) de conducción autónoma. coches.
A principios de este año, el controvertido Grupo de Trabajo de Inteligencia Artificial del ejército se presentó en el Centro Nacional de Ingeniería Robótica en el campus de Pittsburgh de la Universidad Carnegie Mellon.
El Centro de Investigación de Telemedicina y Tecnología Avanzada del Ejército está trabajando con la academia y la industria para construir drones médicos que ayudarán a los médicos en los campos de batalla.
Future Hive Minds
Si bien incluso las supersmartículas son bastante rudimentarias en este momento, en su mayoría solo están compuestas por baterías, motores, algunos sensores y potencia informática limitada, existe la posibilidad de que se produzcan saltos en la robótica en el futuro. En general, la mina de oro está en la nueva forma de locomoción creada por un pequeño ejército de robots independientes que cambian de forma.
Una de las figuras en el artículo publicado incluso incluía una imagen de un humano y una babosa compuesta de smarticles. Entonces, realmente, las posibilidades son infinitas. Solo tomará tiempo dar vida a estos robots muy básicos de una manera práctica.
Goldman dice que sería irresponsable especular sobre casos de uso definitivos en el futuro o un cronograma de cuándo el ejército puede emplear parte del trabajo de su equipo, ya que todavía hay un largo camino por delante. Algunos de sus colegas de la Universidad Northwestern continúan la investigación, dice, y están buscando formas de crear una mejor comunicación entre los smarticles.
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