محققان دانشگاه صنعتی CSIRO و کوئینزلند اخیراً تحقیقی را انجام داده اند که هدف آن تکامل خودکار ساختار فیزیکی روبات ها برای افزایش عملکرد آنها در محیط های مختلف است. این پروژه ، که توسط پلتفرم علمی آینده در زمینه فعال یکپارچه CSIRO ، تأمین مالی شده است ، توسط دیوید هاوارد ، دانشمند تحقیق در گروه روباتیک و سیستم های خودمختار (RASG) Data61 طراحی شده است.
دیوید هاوارد به TechXplore گفت: "RASG روی رباتیک میدانی تمرکز دارد ، به این معنی که ما به روبات هایمان نیاز داریم تا به مناطق دور افتاده بروند و ماموریت هایی را در شرایط نامساعد و دشوار محیطی انجام دهند." "این تحقیق از طریق یک فرصت مشخص به وجود آمده است ، زیرا RASG از چاپ 3 بعدی برای ساخت و سفارشی سازی روبات های ما استفاده می کند. این تحقیق الگوریتم طراحی را نشان می دهد که می تواند به طور خودکار اجزای قابل چاپ 3 بعدی را تولید کند تا ربات های ما به تجهیزات بیشتری تجهیز شوند. عملکرد در محیط های مختلف. "
هدف اصلی از این تحقیق تولید قطعات به صورت خودکار است که می تواند عملکرد اختصاصی یک محیط رابات را بهبود ببخشد ، با حداقل محدودیت در مورد ظاهر این اجزاء. محققان به خصوص روی پاهای ربات hexapod (6 پا) متمرکز شده اند که می توانند در محیط های متنوعی از جمله تنظیمات صنعتی ، جنگل های بارانی و سواحل مستقر شوند.
هوارد گفت: "پاها به راحتی قابل تبدیل به پرونده های قابل چاپ 3 بعدی هستند ، بنابراین ما به راحتی می توان پاها را چاپ کرد و برای استقرار آنها را روی hexapods ما گرفت." "ما فرض کردیم که تغییر شکل پاها عملکرد متفاوتی به ما خواهد داد و مقاله نمایش اولیه این توانایی است. ما از قدرتمندترین نیروی خلاق روی کره زمین الهام گرفتیم. شرایط محیطی بسیار دشوار : تکامل. "
پا برای سطوح سخت خاک بهینه شده است. اعتبار: کالینز و همکاران.
این سیستم که توسط هوارد و همکارانش ساخته شده است از الگوریتم ژنتیکی برای بهینه سازی مجموعه های Splines Bezier (نسخه های 3 بعدی ابزار "منحنی" در Microsoft Paint) استفاده می کند و شکل تیبیای ربات را تعریف می کند. طرح های پای کاندیداها بر اساس میزان مناسب بودن آنها برای یک محیط خاص بهینه می شوند. در مطالعه آنها ، این بهینه سازی بر اساس تابعی از انرژی مورد نیاز برای طی کردن از طریق یک محیط و میزان مواد مورد نیاز برای ایجاد پا انجام شده است.
هوارد توضیح داد: "ما با تعداد زیادی از پاهای تصادفی شروع می کنیم ، آنها را در یک محیط شبیه سازی شده با وفاداری بالا ارزیابی می کنیم (شن ، زمین سخت و آب همانهایی بودند که روی آنها تمرکز کرده ایم) و نمرات تناسب اندام آنها را بدست می آوریم." "این نمرات برای اجرای" بقای مناسب ترین "انتخاب انتخاب می شوند ، به این ترتیب پاهای خوب نگه داشته می شوند و پاهای بد" کشته می شوند ". سپس پاهای خوب با استفاده از آنالوگ متقاطع ، که در آن یک پای کودک دارای ویژگی های دو پا والدین است و از طریق جهش ، در جایی که ویژگی های شکل ها به طور تصادفی تغییر می یابد ، فرصت تولید مثل می یابند. "
این روش به الگوریتم اجازه می دهد تا در فضایی از راه حل های ممکن ، شکل های خوبی را برای اعمال روی پاهای ربات جستجو کند. محققان تعدادی پای کودک ایجاد کردند و سپس آنها را مجبور به رقابت با پاهای والدین کردند تا مشخص کنند کدام یک در دور نسل بعدی قرار می گیرد. شکل پاهای ربات پس از صدها نسل از این نسل ، به طور خودکار با گذشت زمان بهینه شد.
پا برای سطوح ماسه ای بهینه شده است. اعتبار: کالینز و همکاران.
هوارد گفت: "ما توانستیم تخصص جمعیت محیطی را در جمعیت پاها نشان دهیم." وی گفت: "آنها به طور خودکار تکامل یافته اند به طور مثال ، به طور مداوم ردپاهای بزرگتر در پاها دیده می شوند که برای پیاده روی در ماسه سنگ قدم می زنند ، زیرا این کار باعث می شود که پا به درون شن بیفتد و یا گیر کند ، یا انرژی اضافی برای برداشتن پا در خاک سخت ایجاد کند. از طرف دیگر ، پاها نازک تر می شوند زیرا هیچ مجازاتی برای داشتن جای پای کوچکتر وجود ندارد. "
محققان دریافتند که پاهای تولید شده به معنای تکاملی ، واقعاً "خوب" شده است. به عبارت دیگر ، شکل پاها تا حد زیادی متفاوت بود ، زیرا تکامل یافته بودند تا در محیط های مختلف بهترین کار را داشته باشند.
هوارد گفت: "همچنین عملکرد دقیق ، یک پا مناسب برای یک محیط در سایر محیط ها به همان اندازه مطلوب نبود." "این مهم است زیرا نشان می دهد که الگوریتم ما اشکال خاصی از محیط ایجاد می کند ."
مطالعه انجام شده توسط هوارد و همکارانش می تواند اولین گام مهم در جهت توسعه روبات هایی باشد که دارای بهترین تجهیزات برای کار در تنظیمات مختلف محیطی هستند. تاکنون ، آنها فقط پاهای تولید شده را در شبیه سازی ها ارزیابی کرده اند. بنابراین ، قبل از استقرار ، محققان باید نقشه های خود را در دنیای واقعی آزمایش کنند و ثابت کنند که عملکرد بهتری نسبت به پاهای معمولی دارند.
پاهای متصل به یکی از hexapods های محققان. اعتبار: کالینز و همکاران.
هوارد گفت: "ما همچنین می خواهیم با استفاده از تکامل ، انواع مختلف مواد را در پاها انتخاب کنیم." "ما می توانیم از چاپ چند ماده ای با استفاده از 3 بعدی استفاده کنیم تا پاهای ساخته شده با انواع مختلفی از مواد ایجاد شود ، که انتظار داریم این کار باعث بهبود توانایی پاها در عملکرد خوب در محیط های مختلف شود. ما همچنین استفاده از نمایش های پیچیده تر را برای پا شروع کرده ایم. در این حالت ، شبکه های عصبی به نام شبکه های تولید کننده الگوی ترکیبی نامیده می شوند که می توانند شکل و خصوصیات مواد پاها را بدون محدود شدن در هندسه های شبیه بزیر مشخص کنند. "
http://dirstop.com/story5842456/پمپ-وکیوم-آبی
محققان دانشگاه صنعتی CSIRO و کوئینزلند اخیراً تحقیقی را انجام داده اند که هدف آن تکامل خودکار ساختار فیزیکی روبات ها برای افزایش عملکرد آنها در محیط های مختلف است. این پروژه ، که توسط پلتفرم علمی آینده در زمینه فعال یکپارچه CSIRO ، تأمین مالی شده است ، توسط دیوید هاوارد ، دانشمند تحقیق در گروه روباتیک و سیستم های خودمختار (RASG) Data61 طراحی شده است.
دیوید هاوارد به TechXplore گفت: "RASG روی رباتیک میدانی تمرکز دارد ، به این معنی که ما به روبات هایمان نیاز داریم تا به مناطق دور افتاده بروند و ماموریت هایی را در شرایط نامساعد و دشوار محیطی انجام دهند." "این تحقیق از طریق یک فرصت مشخص به وجود آمده است ، زیرا RASG از چاپ 3 بعدی برای ساخت و سفارشی سازی روبات های ما استفاده می کند. این تحقیق الگوریتم طراحی را نشان می دهد که می تواند به طور خودکار اجزای قابل چاپ 3 بعدی را تولید کند تا ربات های ما به تجهیزات بیشتری تجهیز شوند. عملکرد در محیط های مختلف. "
هدف اصلی از این تحقیق تولید قطعات به صورت خودکار است که می تواند عملکرد اختصاصی یک محیط رابات را بهبود ببخشد ، با حداقل محدودیت در مورد ظاهر این اجزاء. محققان به خصوص روی پاهای ربات hexapod (6 پا) متمرکز شده اند که می توانند در محیط های متنوعی از جمله تنظیمات صنعتی ، جنگل های بارانی و سواحل مستقر شوند.
هوارد گفت: "پاها به راحتی قابل تبدیل به پرونده های قابل چاپ 3 بعدی هستند ، بنابراین ما به راحتی می توان پاها را چاپ کرد و برای استقرار آنها را روی hexapods ما گرفت." "ما فرض کردیم که تغییر شکل پاها عملکرد متفاوتی به ما خواهد داد و مقاله نمایش اولیه این توانایی است. ما از قدرتمندترین نیروی خلاق روی کره زمین الهام گرفتیم. شرایط محیطی بسیار دشوار : تکامل. "
پا برای سطوح سخت خاک بهینه شده است. اعتبار: کالینز و همکاران.
این سیستم که توسط هوارد و همکارانش ساخته شده است از الگوریتم ژنتیکی برای بهینه سازی مجموعه های Splines Bezier (نسخه های 3 بعدی ابزار "منحنی" در Microsoft Paint) استفاده می کند و شکل تیبیای ربات را تعریف می کند. طرح های پای کاندیداها بر اساس میزان مناسب بودن آنها برای یک محیط خاص بهینه می شوند. در مطالعه آنها ، این بهینه سازی بر اساس تابعی از انرژی مورد نیاز برای طی کردن از طریق یک محیط و میزان مواد مورد نیاز برای ایجاد پا انجام شده است.
هوارد توضیح داد: "ما با تعداد زیادی از پاهای تصادفی شروع می کنیم ، آنها را در یک محیط شبیه سازی شده با وفاداری بالا ارزیابی می کنیم (شن ، زمین سخت و آب همانهایی بودند که روی آنها تمرکز کرده ایم) و نمرات تناسب اندام آنها را بدست می آوریم." "این نمرات برای اجرای" بقای مناسب ترین "انتخاب انتخاب می شوند ، به این ترتیب پاهای خوب نگه داشته می شوند و پاهای بد" کشته می شوند ". سپس پاهای خوب با استفاده از آنالوگ متقاطع ، که در آن یک پای کودک دارای ویژگی های دو پا والدین است و از طریق جهش ، در جایی که ویژگی های شکل ها به طور تصادفی تغییر می یابد ، فرصت تولید مثل می یابند. "
این روش به الگوریتم اجازه می دهد تا در فضایی از راه حل های ممکن ، شکل های خوبی را برای اعمال روی پاهای ربات جستجو کند. محققان تعدادی پای کودک ایجاد کردند و سپس آنها را مجبور به رقابت با پاهای والدین کردند تا مشخص کنند کدام یک در دور نسل بعدی قرار می گیرد. شکل پاهای ربات پس از صدها نسل از این نسل ، به طور خودکار با گذشت زمان بهینه شد.
پا برای سطوح ماسه ای بهینه شده است. اعتبار: کالینز و همکاران.
هوارد گفت: "ما توانستیم تخصص جمعیت محیطی را در جمعیت پاها نشان دهیم." وی گفت: "آنها به طور خودکار تکامل یافته اند به طور مثال ، به طور مداوم ردپاهای بزرگتر در پاها دیده می شوند که برای پیاده روی در ماسه سنگ قدم می زنند ، زیرا این کار باعث می شود که پا به درون شن بیفتد و یا گیر کند ، یا انرژی اضافی برای برداشتن پا در خاک سخت ایجاد کند. از طرف دیگر ، پاها نازک تر می شوند زیرا هیچ مجازاتی برای داشتن جای پای کوچکتر وجود ندارد. "
محققان دریافتند که پاهای تولید شده به معنای تکاملی ، واقعاً "خوب" شده است. به عبارت دیگر ، شکل پاها تا حد زیادی متفاوت بود ، زیرا تکامل یافته بودند تا در محیط های مختلف بهترین کار را داشته باشند.
هوارد گفت: "همچنین عملکرد دقیق ، یک پا مناسب برای یک محیط در سایر محیط ها به همان اندازه مطلوب نبود." "این مهم است زیرا نشان می دهد که الگوریتم ما اشکال خاصی از محیط ایجاد می کند ."
مطالعه انجام شده توسط هوارد و همکارانش می تواند اولین گام مهم در جهت توسعه روبات هایی باشد که دارای بهترین تجهیزات برای کار در تنظیمات مختلف محیطی هستند. تاکنون ، آنها فقط پاهای تولید شده را در شبیه سازی ها ارزیابی کرده اند. بنابراین ، قبل از استقرار ، محققان باید نقشه های خود را در دنیای واقعی آزمایش کنند و ثابت کنند که عملکرد بهتری نسبت به پاهای معمولی دارند.
پاهای متصل به یکی از hexapods های محققان. اعتبار: کالینز و همکاران.
هوارد گفت: "ما همچنین می خواهیم با استفاده از تکامل ، انواع مختلف مواد را در پاها انتخاب کنیم." "ما می توانیم از چاپ چند ماده ای با استفاده از 3 بعدی استفاده کنیم تا پاهای ساخته شده با انواع مختلفی از مواد ایجاد شود ، که انتظار داریم این کار باعث بهبود توانایی پاها در عملکرد خوب در محیط های مختلف شود. ما همچنین استفاده از نمایش های پیچیده تر را برای پا شروع کرده ایم. در این حالت ، شبکه های عصبی به نام شبکه های تولید کننده الگوی ترکیبی نامیده می شوند که می توانند شکل و خصوصیات مواد پاها را بدون محدود شدن در هندسه های شبیه بزیر مشخص کنند. "
http://dirstop.com/story5842456/پمپ-وکیوم-آبی
ربات های کوچک پرواز بارهای سنگین را در اختیار دارند