science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Robots van de toekomst:meer R2D2 dan C3PO

Een artist impression van een robot voor gebruik in de Amazone. Gebaseerd op boomkruipende hagedissen en gekko's, het zou gelede poten hebben voor meer flexibiliteit en klimmen. Krediet:CSIRO

Onderzoekers van het Australische nationale wetenschapsbureau, CSIRO, hebben een gedurfde blik gegeven in hoe de robots van de toekomst eruit zouden kunnen zien. En het lijkt in niets op C3PO, of een T-800 Terminator.

In een krant die net is gepubliceerd in Intelligentie van de natuurmachine , CSIRO's Active Integrated Matter Future Science Platform (AIM FSP) zegt dat robots binnenkort hun technische aanwijzingen uit de evolutie kunnen halen, het creëren van werkelijk verrassende en effectieve ontwerpen.

Dit begrip, bekend als Multi-Level Evolution (MLE), stelt dat de huidige robots worstelen met ongestructureerde, complexe omgevingen omdat ze niet gespecialiseerd genoeg zijn, en moet de ongelooflijk diverse aanpassing die dieren hebben ondergaan om te overleven in hun omgeving navolgen.

De hoofdauteur van de krant, Dr. David Howard, zei:"Evolutie maakt het niet uit hoe iets eruit ziet. Het doorzoekt een veel grotere ontwerpruimte en komt met effectieve oplossingen die niet meteen duidelijk zijn voor een menselijke ontwerper."

"Een dier als een reuzenmanta of een kangoeroe ziet er misschien ongewoon uit voor menselijke ogen, maar is perfect gekalibreerd voor zijn omgeving."

De paper stelt dat binnen slechts 20 jaar geavanceerde technologieën zoals het ontdekken en karakteriseren van materialen met een hoge verwerkingscapaciteit, geavanceerde productie en kunstmatige intelligentie zouden het mogelijk kunnen maken om robots vanaf moleculair niveau te ontwerpen om hun missie uit te voeren in extreem uitdagende omstandigheden.

Een artistieke impressie van een op Antarctica gebaseerde robot. Schildpad zoals, het zou sterk en robuust zijn voor extreme omstandigheden. Het kan ook geschikt zijn voor woestijntoepassingen. Krediet:CSIRO

Algoritmen gebaseerd op natuurlijke evolutie zouden automatisch robots ontwerpen door een verscheidenheid aan materialen te combineren, componenten, sensoren en gedrag. Geavanceerd, computergebaseerde modellering zou dan snel prototypes kunnen testen in gesimuleerde, "echte wereld" scenario's om te beslissen welke het beste werkt.

Het eindresultaat zou eenvoudig zijn, klein, sterk geïntegreerd, zeer gespecialiseerd, en zeer kosteneffectieve robots die nauwkeurig zijn ontworpen voor hun taak, omgeving, en terrein. Die zich vanzelf aanpassen en automatisch hun prestaties verbeteren.

Een voorbeeld is een robot die is ontworpen voor elementaire omgevingsbewaking in extreme omgevingen. Het zou moeilijk terrein moeten doorkruisen, gegevens verzamelen, en uiteindelijk volledig worden afgebroken om het milieu niet te vervuilen.

MLE's benadering van het ontwerpen van de robot zou volledig afhangen van het terrein, klimaat en andere factoren.

Een robot die is ontworpen om in de Sahara te werken, zou materialen moeten gebruiken die bestand zijn tegen straffende hitte, zand en stof. Het kan op zonne-energie werken, glijden over zandduinen, en gebruik het harde UV-licht als een trigger om uiteindelijk te degraderen.

Een artist impression van een oceaan, kust- of riviergebaseerde amfibische robot. Het zou zich in het water voortbewegen als een paling, maar benen hebben om te kruipen en te klimmen. Krediet:CSIRO

De dikke, laaggelegen vegetatie van de Amazone zou een heel andere uitdaging zijn. Een robot die voor deze omgeving is ontworpen, kan rond bomen en over omgevallen boomstammen kruipen, worden aangedreven door biomassa zoals het plantaardig materiaal dat de junglebodem bedekt, en degraderen met vochtigheid.

In beide gevallen, MLE zou automatisch de juiste materialen en componenten selecteren in een hoogwaardig robotontwerp, gebaseerd op hoe goed de robot een bepaalde taak uitvoert. Een oneindig schaalbaarder proces dan de huidige benaderingen waarbij teams van ingenieurs slechts één robot hoeven te ontwerpen.

Directeur van AIM FSP, Dr. Danielle Kennedy, zei:"CSIRO zet zich in voor toonaangevend wetenschappelijk denken en startte deze samenwerking met internationale onderzoekers om de aard van de toekomst in robotica te begrijpen. De CSIRO werkte samen met onderzoekers van de Vrije Universiteit in Nederland, de Universiteit van Lotharingen in Frankrijk, en de Australische universiteiten La Trobe en Monash."

"Het Future Science Platform-programma maakt deel uit van de investering van CSIRO in het creëren van toekomstige industrieën voor Australië, en het helpen opleiden van de volgende generatie onderzoekers. De focus van AIM is niet beperkt tot robots, we onderzoeken ook de toekomst van voedsel, productie, Milieumonitoring en industrieel ontwerp."