Mokslininkai ir inžinieriai kurti paprastus ir pakankamai robotų galimybių robotus jau išmoko. Tačiau norint tobulinti robototechniką, reikia žengti žingsnį link aukštesnio lygio valdymo galimybių – kažko, kas primintų gyvų organizmų neuronų veiklą ir sugebėjimą priimti nestandartinius sprendimus neįprastose situacijose.
Mokslininkai ir inžinieriai kurti paprastus ir pakankamai robotų galimybių robotus jau išmoko. Tačiau norint tobulinti robototechniką, reikia žengti žingsnį link aukštesnio lygio valdymo galimybių – kažko, kas primintų gyvų organizmų neuronų veiklą ir sugebėjimą priimti nestandartinius sprendimus neįprastose situacijose. Ir nors dirbtiniai neuroniniai tinklai vis dar vystymosi stadijoje, į pagalbą sprendžiant šią problemą gali ateiti chaoso algoritmai.
Pas žmones ir gyvūnus periodiškai pasikartojantys judesiai yra valdomi centrinio šablonų generatoriumi (Central pattern generator – CPG), pranešime spaudai aiškina mokslininkai iš Makso Planko instituto. Šis principas yra plačiai naudojamas ir judančiose mašinose. Tačiau kaip taisyklė, kiekvienam skirtingam judėjimo būdui reikalingas atskiras generatorius. Kitaip tariant, išoriniai jutikliai priima informaciją apie supamą aplinką, o šiuos duomenis apdorojęs valdiklis priima sprendimą, kokį konkrečiai judesių šablonų generatorių CPG naudoti.
Dabartinio tyrimo autoriai tvirtina, jog robotas gali keisti daugiau nei 10 skirtingų žingsniavimo būdų naudodamasis vienu vieninteliu CPG generatoriumi, o tai leidžia pasiekti ne kas kitas, o valdomas chaosas.
Chaoso algoritmų panaudojimo galimybės robotetchnikoje žinomos jau ganėtinai senai – dar 2004 metais New Scientist rašė apie Japonijos mokslininkų tyrimą, kuriame jie sukūrė 12 kojų roboto kompiuterinį modelį, o jas valdė chaotiška matematinė funkcija su 12 atsitiktiniu būdu parenkamų parametrų. Jau tada paaiškėjo, jog esant identiškam kojų apkrovimui, jos gana greitai keisdavo judėjimo būdą, tačiau pati mašina iš vietos taip ir nepajudėdavo. Gi papildomai apkrovus kurią nors pusę, persislinkdavo masės centras ir chaotiškas kojų judėjimas sukurdavo kryptingą mašinos judesį.
Kuo gi tokie algoritmai pranašesni už aiškiai apibrėžtus? Mokslininkų manymu, tokie algoritmai padėtų robotams reaguoti į vykstančius įvykius žymiai greičiau, nei kad naudojant tradicinius algoritmus. Be to, chaosiniai algoritmai sunaudoja žymiai mažiau skaičiavimo resursų.
Naujausio eksperimento metu, mokslininkai pritaikė chaosinį algoritmą panaudodami nesudėtingą loginę grandinę ir visa tai išbandė su šešių kojų žingsniuojančia mašina AMOS-WD06 (Advanced Mobility Sensor Driven-Walking Device). Jos kūrėju įkvėpė ne kas kitas, o amerikietiškas tarakonas. Eksperimentą atlikę mokslininkai įsitikinę, jog jų naudojamas algoritmas tiktų ne tik šešerių, bet ir ketverių kojų mašinoms – tame tarpe ir ratiniams robotams.
Taigi, eksperimento metu kai tik kuris nors iš 18 robotų jutiklių aptikdavo pavojų (tarkim, koja įstringa į plyšį arba pakyla temperatūra), robotas pradeda chaotišką judėjimo būdų atranką, greitai „perrinkdamas“ visas turimas judesio alternatyvas, kol nepavyksta išsivaduoti iš esamos situacijos.
Pavyzdys, kaip chaosinis algoritmas robotui padeda išsivaduoti iš plyšio.
Mažų nuotraukų serijoje matyti veiksmų eiliškumas ir praėjęs laikas sekundėmis.
©Dynamics Group, Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization
Tokiu būdu sukuriami įvairūs judesio modeliai, tinkamiausi kiekvienai skirtingai situacijai. Šiais modeliais vėliau galima papildyti judesių šablonus, tačiau tam reikia, jog robotas sugebėtų atsirinkti ir įsiminti geriausių parametrų judesius. Taip prasidėtų savaiminis apsimokymo procesas. Tam reikia įdiegti „motorinės atminties“ galimybes – būtent tuo Vokietijos mokslininkai ir ketina užsiimti. Na, o apie jau įvykdytus pasiekimus galima paskaityti mokslininkų parengtame straipsnyje „Nature Physics“ žurnale.
Parengta pagal:
