четверг, 31 июля 2008 г.

Модульные роботы

Любой робот состоит из нескольких частей - шасси, датчики, "мозг", и т.п. Но сейчас речь пойдет о другом. Есть категория роботов, которые состоят из одинаковых, равноценных модулей, способных соединяться друг с другом в единую систему.

Наиболее известный на сегодняшний день модульный робот называется SuperBot. Состоит любой Superbot из множества кубического вида модулей, которые могут соединяться с другими модулями любой из шести своих граней.

Соединения модулей Superbot-а реализовано на электромагнитной основе. На сегодняшний день это наиболее перспективная технология, поскольку любые электромеханические взаимодействия являются более сложными, более долгими, и требуют больших энергозатрат.

Superbot, при достаточном количестве модулей, умеет многое: ходить, ползать (разными способами: гусеничным, змеиным, буровым и т.п.), перекатываться, преодолевать различные преграды, и т.п.

Впрочем, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Так что, смотрим репортаж FOX news о Superbot'е:

SuperBot заслуженно стал не только героем новостей, но засветился также и в статье на Популярной механике. Статья, хотя и обзорная, но все-таки достаточно познавательная, советую прочитать. Особенно интересно посмотреть ролик о том, как один SuperBot строит второго SuperBota, который сам, будучи маленьким, не может дотянуться до нужных ему дополнительных модулей.

Подобных SuperBot'у модульных роботов существует, на сегодняшний день, уже очень много. Например, наш российский модульный робот Змеелок, собранный в ЦНИИ РТК. Иностранных разработок в этом направлении - также великое множество. Например, очень интересен модульный робот YaMoR, модули которого обмениваются друг с другом информацией через Bluetooth. Или вот ссылка на описания сразу нескольких иностранных модульных проектов: http://www2.parc.com/spl/projects/modrobots

А вот еще один робот, модули которого умеют собираться вместе, если их отбросить друг от друга:

Как можно заметить, модульные роботы обладают рядом серьезных преимуществ. Надежность, способность преодолевать сложные препятствия, менять форму, делиться и соединяться вновь. Superbot'у, например, уже давно пророчат будущее исследователя иных планет.

Пока что такого рода роботы, конечно же, недоступны для рядового робототехника. Однако относительная простота конструкции каждого отдельного модуля позволяет надеяться, что и они скоро придут в жизнь рядовых жителей планеты Земля... :)

Хочется сказать несколько слов об алгоритме работы модульных роботов. Программное взаимодействие между модулями, на сегодняшнем этапе, не слишком сложное. Модулям, настроенным на единый алгоритм действия (например, на ползанье), часто требуется для успешной работы знать только лишь текущее состояние одного из соседних модулей...

Вообще, человеку, привыкшему к централизованным и последовательным действиям, пока сложно придумать какие-то сложные распределенные алгоритмы для крохотных модулей. Однако, понятие параллельных вычислений человечеством освоено давным-давно.

Об идеологии распределенной работы хорошо написано в статье Кластеры, а текущие проекты распределенных вычислений в Интернет - освещены в другой статье, Распределенные вычисления.

Из этих статей видно, что современные распределенные вычисления - это не совсем то, что нужно модульным роботам. Таким образом недостаток алгоритмов - сейчас главная проблема направления модульности в робототехнике. Впрочем, работы по созданию новых алгоритмов ведутся уже полным ходом. В частности, пара подходов рассмотрена в документе Declarative Programming for Modular Robots (на английском языке).

Так что, могу с уверенностью сказать, индустрия роботов развивается семимильными шагами. Роботы копируют действия насекомых, животных, человека, или же оснащаются собственным поведением. Прогресс не стоит на месте. Каждый день появляются новые роботы, а иногда - даже новые типы роботов. И все это создается обычными людьми. И в который уже раз я намекаю на то, что пусть в России нет грамотной электронной базы, пусть роботы наши собираются на коленках, а компоненты бывает просто даже не купить... Но у каждого из нас есть мозги, и есть компьютер, и в программировании, в создании алгоритмов - препятствий нет. Так что, уважаемый читатель, может быть и лично Ваш вклад завтра приведет к революции в области робототехники :)... Кто знает!

2 комментария:

  1. модульные роботы действительно очень полезны. За ними будущее.

    ОтветитьУдалить
  2. Ага. Уменьшаем тисячи таких роботов к нано размерам и вуаля - програмируемый материал.

    ОтветитьУдалить

Внимание! Реклама и прочий спам будут беспощадно удаляться.