Los robots autónomos sobresalen en las fábricas y otros espacios creados por el hombre, pero luchan con la aleatoriedad de la naturaleza.
Para ayudar a estas máquinas a superar terrenos irregulares y otros obstáculos, los investigadores de la Universidad de Buffalo han recurrido a castores, termitas y otros animales que construyen estructuras en respuesta a señales ambientales simples, en lugar de seguir planes predeterminados.
"Cuando un castor construye una presa, no está siguiendo un plano. En cambio, está reaccionando al agua en movimiento. Está tratando de evitar que el agua fluya", dice Nils Napp, PhD, profesor asistente de informática e ingeniería en la UB's Schoolde Ingeniería y Ciencias Aplicadas. "Estamos desarrollando un sistema para que los robots autónomos se comporten de manera similar. El robot monitorea y modifica continuamente su terreno para hacerlo más móvil".
El trabajo se describe en un estudio que se presentará esta semana en la conferencia Robots: Science and Systems. El trabajo podría tener implicaciones en operaciones de búsqueda y rescate, exploración planetaria para vehículos estilo rover de Marte y otras áreas.
se trata de matemáticas
Si bien el proyecto involucra animales y robots, su enfoque principal son las matemáticas: específicamente, el desarrollo de nuevos algoritmos, los conjuntos de reglas que las máquinas autónomas necesitan para dar sentido a su entorno y resolver problemas.
Crear algoritmos para un robot autónomo en un entorno controlado, como una planta automotriz, es relativamente sencillo. Pero es mucho más difícil de lograr en la naturaleza, donde los espacios son impredecibles y tienen patrones más complejos, dice Napp.
Para abordar el problema, está estudiando la estigmergia, un fenómeno biológico que se ha utilizado para explicar todo, desde el comportamiento de las termitas y los castores hasta la popularidad de Wikipedia.
De acuerdo con la estigmergia, los complejos nidos que construyen las termitas no son el resultado de planes bien definidos o una comunicación profunda. En cambio, es un tipo de coordinación indirecta. Inicialmente, una termita depositará una bola de lodo con feromonas de forma aleatoriaOtras termitas, atraídas por las feromonas, son más propensas a dejar caer sus bolas de barro en el mismo lugar. El comportamiento finalmente conduce a grandes nidos de termitas.
Los investigadores han comparado este comportamiento con Wikipedia y otros proyectos colectivos en línea. Por ejemplo, un usuario crea una página en la enciclopedia en línea. Otro usuario la modificará con información adicional. El proceso continúa indefinidamente, y los usuarios crean páginas más complejas.
Prueba del rover autónomo
Usando componentes estándar, Napp y sus estudiantes equiparon un vehículo mini-rover con una cámara, software personalizado y un brazo robótico para levantar y depositar objetos.
Luego, crearon un terreno irregular rocas, ladrillos y trozos de concreto rotos colocados al azar para simular un entorno después de un desastre, como un tornado o un terremoto. El equipo también coloca bolsas de frijoles del tamaño de una mano de diferentes tamaños alrededor de la simulaciónárea de desastre.
Luego, los investigadores activan el robot, que utiliza los algoritmos desarrollados por Napp para monitorear y escanear continuamente su entorno. Recoge bolsas de frijoles y las deposita en agujeros y huecos entre la roca, el ladrillo y el concreto. Finalmente, las bolsas forman una rampa,que permite al robot superar los obstáculos y llegar a su ubicación objetivo, una plataforma plana.
"En este caso, es como un castor que usa materiales cercanos para construir. El robot toma sus señales de su entorno y seguirá modificando su entorno hasta que haya creado una rampa", dice Napp. "Eso significa que puedecorrigen errores y reaccionan a las perturbaciones; por ejemplo, investigadores molestos que estropean rampas a medio construir, al igual que los castores que arreglan las fugas en sus presas ".
En 10 pruebas, el robot se movió de 33 a 170 bolsas, cada vez creando una rampa que le permitió llegar a su ubicación objetivo.
"Al igual que un animal, el robot puede operar completamente por sí mismo y reaccionar y cambiar su entorno para satisfacer sus necesidades", dijo Napp.
Video: http://www.buffalo.edu/news/releases/2018/06/017.html
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Cory Nealon. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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