iPon Hírek

Önszerveződő „homok” nanorobotokból

Dátum | 2012. 04. 02.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az IEEE májusi robotikai konferenciáján mutatják be az MIT kutatói azt az algoritmust, amely lehetővé teszi, hogy az „okos homoknak” (smart sand) nevezett, apró nanorobotokból álló, egyelőre csak a tervezőasztalon létező anyag, bármilyen beléhelyezett tárgy alakját felvegye. Vagyis ha egy ilyen nanorobotokkal teli konténerbe belehelyezünk egy sámlit, rövid időn belül előránthatjuk a dobozból az aprócska bútor okos homokból álló pontos mását. Az algoritmust egyelőre kicsit nagyobb méretekben tesztelték: nagyjából 10 milliméter élhosszúságú kockák alkották a szemcséket, egy egyszerű mikroprocesszorral a belsejükben és különleges mágnesekkel négy lapjukon.

Egy tárgy robotegységekből való felépülése általában úgy történik, ahogy a legóból való építkezés, vagyis újabb és újabb elemek adódnak hozzá az építményhez, amíg az el nem készül. Jelen esetben azonban gyökeresen más szemszögből közelítették meg a kutatók a tárgy létrehozásának folyamatát: az okos homok működése leginkább a kőfaragáshoz hasonlítható, vagyis a robotokból nagy tömbjéből addig vesznek el elemeket, amíg ki nem rajzolódik a kívánt forma. Az egyes homokszemcsék kommunikálnak egymással és az algoritmus által meghatározott szelektív kötéseket hoznak létre a különálló darabokból összeálló tömbön belül. A felesleges elemek a folyamat végén egyszerűen lehullanak a kész formáról, mivel nem kapcsolódnak sem a tárgyhoz, sem egymáshoz. A folyamat visszafordítható, vagyis a tárgy ismét elemeire hullik, ha nincs már rá szükség, és szemcséi egy új alak formálásában vehetnek részt.

A legnagyobb probléma az okos homok megalkotásánál, annak meghatározása, hogy milyen információk tárolását kell megoldani a szemcsékben ahhoz, hogy működőképes legyen a rendszer, de felesleges adatokkal ne terhelődjön. Daniela Rus, a projekt egyik vezetője elmondta, hogy ha valamennyi szemcse tárolná a tárgy digitális terveit, akkor nagyon egyszerű lenne a feladat, viszont ez ilyen apró méretekben megoldhatatlanul nagy tárhelyet igényelne. Valamint minden új tárgy előtt újra kéne programozni a szemcséket. A kutatók így más megoldást kerestek, amely kevesebb információ tárolásával is működőképes és nagyobb önállóságot  biztosít a robotk számára.



A könnyebb érthetőség érdekében először két dimenzióban képzeljük el a folyamatot: előttünk van egy kis négyzetekből álló tábla, amelyben egy két emberkét helyeztünk el. A tárgy helyén természetesen nincsenek robotok, vagyis a négyzetek a másolni kívánt tárgy által meghatározott formában hiányoznak. A szemcsék először üzeneteket küldenek egymásnak annak kiderítésére, hogy melyiküknek hiányzik szomszédja. Ilyen négyzetek két helyen fordulhatnak elő: vagy a szemcsetömeg szélén, vagy pedig a tárgy körül helyezkednek el.

Amikor a tárgyat körülvevő szemcsék azonosítják magukat, üzenetet küldenek a meghatározott távolságban található más szemcséknek, amelyek ennek hatására a másolatot körülvevő elemekként definiálják magukat. Ha a másolatot nagyobb méretűnek akarjuk az eredetinél, mondjuk tízszeresének, akkor az egyes szemcsék tíz másik szemcsének adják át az információkat az új tárgy kerületén. Ha kész a másolat körvonala, az ezen belül elhelyezkedő szemcsék összekapcsolódnak, és minden más kapcsolat megszűnik az elemek között, így a „felesleg” egyszerűen lehullik a kész alakról. A módszerrel számos azonos méretű másolat készíthető egy tárgyról, de nagyobb vagy éppen kisebb méretű verziók is létrehozhatók.


Az algoritmus tesztelésére olyan aprócska kockákat használtak, melyek négy lapjába elektropermanens mágneseket helyeztek. Ezek egy egyszerű elektromos impulzussal mágneses tulajdonságokat vesznek fel, vagy éppen elveszítik ezeket, vagyis ki- és bekapcsolhatók, de működésükhöz nem igényelnek folyamatos energiaellátást, mint az elektromágnesek. A kockák a mágnesek segítségével képesek összekapcsolódni, és ezeken keresztül kommunikálnak is. Az egyes elemek egy-egy apró mikroprocesszort tartalmaznak, amely 32 kilobájtnyi programkód tárolására képes, és két kilobájt munkamemóriával operál.

A kutatók szimulációi alapján az algoritmus három dimenziós struktúrák esetében is működőképes, ennek élesben való teszteléséhez persze valódi okos homokra lenne szükség. Ez utóbbi szemcséi jóval kisebbek lesznek, mint a tesztelésnél használt kockák, de a szakértők szerint innentől már csak miniatürizáció kérdése az egész. A kockák képesek egymáshoz kapcsolódni, kommunikálni és számításokat végezni ‒ ezeket a funkciókat kell sokkal kisebb méretekben megvalósítani, és kész is az okos homok. Ennek elérése persze valószínűleg egészen másfajta mérnöki megközelítést igényel, mint a makroméretű rendszerek esetében alkalmazott megoldások, de a körvonalak megvannak, a kutatók már tudják, hogy milyen célokat akarnak megvalósítani, még ha az ehhez szükséges eszközök egyelőre nem is állnak rendelkezésre.


 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

6. Humbuk
2012.04.02. 20:40
Támadnak a replikátorok!! azért poénos, hogy pl a csillagkapu sorozatban is volt ilyenre példa Nem véletlen, hogy a sci-fi a tudomány előfutára!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. CopySystem
2012.04.02. 21:37
Majd ezek a nagyobb tömbök fogják megalkotni a nanotechnológiás ember formájú replikátorokat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. arin
2012.04.02. 23:36
Igen, én is akartam mondani, hogy már láttam ilyet (Csillagkapu)...jobban tennék, ha leállítanák a kutatást A végén még elfoglalják a galaxist.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. raiden
2012.04.03. 16:01
DDDD nekem is a 'csk' jutott eszembe DD
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Svidi
2012.04.09. 14:34
Transformers senki? Vagy Super 8-ban az űrlény hajója
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. hunagyp
2012.04.10. 01:15
Azért az SG sorozat kicsit korábbi mint a Super8...

Érdekes és több tudományterületre nézve hasznos is a kutatás iránya, de ha valóban belegondoltok, párhuzamosan fejlődik a AI tudománya is és a kettő ötvözése elvezet a replikátorok "megszületéséhez".
Lehet, hogy távoli jövő, de elgondolkodtató, hogy egy ilyen technika birtokosa mire (lehet) képes; ötvözzük az emberi faj minden gyarlóságát ezzel a technikával és mindjárt nem sci-fi ami az SG-ben volt... Nem mondom, hogy ne kutassanak, de nem olyan szinten van a "civilizációnk", hogy ennek a fejlesztésnek a belátható és beláthatatlan következményeivel számoljon.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!