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Des scientifiques conçoivent les premiers robots à particules qui imitent les cellules

Des scientifiques conçoivent les premiers robots à particules qui imitent les cellules

Des chercheurs de Columbia Engineering et du MIT Computer Science & Artificial Intelligence Lab (CSAIL) ont conçu pour la première fois un essaim robotique de particules avec des composants individuels qui fonctionnent comme un tout. Le nouveau type de robot n'a jamais été vu auparavant.

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Goo gris

"Vous pouvez considérer notre nouveau robot comme le proverbial" Grey Goo ", a déclaré Hod Lipson, professeur de génie mécanique à Columbia Engineering.

«Notre robot n'a pas de point de défaillance unique ni de contrôle centralisé. C'est encore assez primitif, mais maintenant nous savons que ce paradigme fondamental du robot est réellement possible. Nous pensons qu'il peut même expliquer comment des groupes de cellules peuvent se déplacer ensemble, même si des cellules individuelles ne peux pas."

Bien que les scientifiques construisent des robots autonomes depuis des années, ceux-ci consistent principalement en des dispositifs non biologiques qui ne peuvent ni se développer ni guérir. Désormais, les nouveaux robots évolutifs de Columbia Engineering / MIT ont la capacité unique de continuer à fonctionner même lorsque des pièces individuelles ne parviennent pas à le faire.

«Nous avons essayé de repenser fondamentalement notre approche de la robotique, pour découvrir s'il existe un moyen de fabriquer des robots différemment», a déclaré Lipson qui dirige le laboratoire Creative Machines.

"Non seulement faire ressembler un robot à une créature biologique, mais le construire en fait comme un système biologique, pour créer quelque chose qui est vaste en complexité et en capacités mais composé de parties fondamentalement simples."

Les chercheurs ont créé leur essaim en utilisant de nombreuses particules identiques. Ces composants individuels clés pourraient chacun effectuer un mouvement simple comme l'expansion et la contraction. Mais ensemble, ils deviennent une entité entière qui peut continuer à fonctionner même si certaines parties de celle-ci sont endommagées.

Combiner des cellules

«Toutes les créatures de la nature sont constituées de cellules qui se combinent de différentes manières pour former des organismes. En développant des robots à particules, la question que nous nous posons est la suivante: pouvons-nous avoir des cellules robotiques qui peuvent être composées de différentes manières pour fabriquer différents robots? la meilleure forme requise par la tâche - un serpent pour ramper dans un tunnel ou une machine à trois mains pour un atelier. Nous pourrions même donner à ces robots à particules la possibilité de se fabriquer eux-mêmes. Supposons, par exemple, qu'un robot ait besoin d'un tournevis de la table - le tournevis est trop loin pour être atteint. Et si le robot pouvait remanier ses cellules pour développer un bras extra-long? À mesure que ses objectifs changent, son corps peut également changer », a déclaré la directrice du CSAIL, Daniela Rus.

Les chercheurs ont ensuite modélisé les mouvements des robots dans des simulations. En utilisant des centaines et des milliers de particules, ils ont testé l'évitement d'obstacles et le transport d'objets. Ils ont découvert que leur robotique de particules était capable de survivre à la fois aux interférences bruyantes et à la défaillance de certains de leurs composants individuels.

«Nous avons constaté que nos robots à particules maintenaient environ la moitié de leur vitesse de fonctionnement, même lorsque 20% des particules étaient mortes», a déclaré Richa Batra, co-premier auteur de l'article et Ph.D. de Lipson. étudiant qui a dirigé les études de simulation.

L'étude est publiée aujourd'hui dansLa nature.


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