Как мъничките „суперботове“ ще създават евтини модулни спътници

Има места, като космическото пространство, където не само е негостоприемно да се изпращат хора да правят инженерни работи, но и е много опасно и феноменално скъпо. Също така е нелогично да се изграждат масивни части с космическа квалификация тук на Земята и след това да се теглят там. Американските служители се нуждаеха от нещо много по-гъвкаво, модулно и като цяло повече (изкуствено) интелигентно.

Влезте в проекта Phoenix. През януари 2014 г. Агенцията за напреднали научноизследователски проекти в областта на отбраната (DARPA) присъди на д-р Вей-Мин Шен и неговия екип от Института за информационни науки (ISI) на Университета на Южна Калифорния (ISI) безвъзмездна помощ от 1 милион долара за адаптиране на неговия "SuperBot" конфигурируем роботи за използване в космоса.

Заедно с базираната в Калифорния NovaWurks, ISI беше помолено да произведе 15-фунтови модули (наречени StarCells), които - когато се комбинират - могат да формират „ниска цена, модулна сателитна архитектура, която може да мащабира почти безкрайно“, според DARPA.

Тези устройства или сатлети се прикрепят един към друг и „споделят данни, мощност и термични възможности за управление“, заяви DARPA. По този начин те могат да се адаптират към различни ситуации или космически мисии "с всякакъв тип, размер или форма натоварване". Модулите също могат да бъдат произведени евтино на сборна линия.

PCMag посети кабинета на д-р Шен в Марина дел Рей, Калифорния, за да научи повече. Изследванията на д-р Шен в ISI са фокусирани върху самореконфигурируеми, адаптивни и автономни роботи и други изкуствени интелигентни системи. Той е роден в Джинхуа близо до Шанхай и след Културната революция, когато Дън Сяопин отново отвори университетите, Шен учи електротехника и изчислителна техника в Пекинския университет и завършва през 1982 г.

Като един от най-добрите студенти в страната, след това му беше позволено да кандидатства за следдипломно обучение в САЩ. Той избра Карнеги Мелън, като се срещна с Хърбърт Саймън, когато посети Пекин, за да изнася лекции по изкуствен интелект и взаимодействие между човек и компютър. Тъй като Шен имаше едва шест месеца интензивно изучаване на английски език и беше първият в историята студент на континентален Китай в CMU, това беше доста културен шок за него. Но Саймън наставляваше Шен и играеше все по-важна роля в живота му.

"Той е най-великият човек, когото някога съм познавал", каза Шен и посочи рамкираните статии за Саймън над бюрото му. (Саймън почина през 2001 г.)

На масата на Шен, разпръснати на фона на обичайните атрибути за геки (Yoda, C-3PO и R2-D2), няколко SuperBot устройства, мигащи инфрачервени детектори, се движеха независимо. Всеки SuperBot е с размери около 5 на 2, 5 на 2, 5 инча и има шест конфигурируеми универсални конектора, вградено захранване, контролер, сензори, задействащи устройства и комуникатори (инфрачервен, Bluetooth, късоволно радио). Те имат три различни движения: стъпка, прозяване и преобръщане. При лабораторни тестове SuperBot доказа, че може да измине повече от 1100 метра разстояние, да се изкачи вертикално на въже и да изкачи 110-метрова пясъчна дюна.

Д-р Шен обясни как се вмъкнал в роботи: "Винаги съм имал мечта, дори когато бях отново в Китай, търсейки нещо, което да създам през живота си. Изучавах компютри. Намерих областта на изкуствения интелект. Мислех, уау, Това е чудесно. Мечтата ми тогава беше да създам малък робот, който да се учи като малко дете. Ще го хвърлиш в нова среда и то ще натрупа знания от само себе си. По-късно, когато имах собствени деца, и видях как те учете, тогава знаех, че сме далеч от този сценарий!"

Така че вместо да се опитва да огледае начина, по който хората придобиват знания, д-р Шен „научи“ роботите си да реагират на „изненади“ и да се адаптират по този начин.

"Всеки път, когато предприемете действие", обясни д-р Шен, "правите прогноза, преди да го направите въз основа на предишния си опит и знанията, които вече имате. След това, когато правите действието, виждате какво се случва. Ако резултатите Това е чудесно. Ако не, ние наричаме това „изненада“ и роботът трябва да може да спре и анализира ситуацията, да разбере защо, да преразгледа, научи и след това да продължи. “

Д-р Шен каза, че изследователите могат да пуснат 100 SuperBots в пустинята, където те ще се преконфигурират като возило на роувър и ще се движат над пясъчните дюни. След това те биха могли да преконфигурират, за да отглеждат крака и да се изкачат до върха на дюна, и да „съберат отново в оранжерия, пускат семена и да защитават тези семена в продължение на две седмици, докато не започнат да растат“.

Проектът SuperBot постоянно се развива през последните девет години; текущата версия на софтуера е до № 2000 (най-вече C с някакъв код за сглобяване), а има пет версии на електронната и механичната конфигурация.

Д-р Шен не може да коментира директно текущата работа на DARPA, въпреки че докладите предполагат, че стартирането може да се случи някъде тази година. Той обаче ще каже, че в момента те поправят проблеми с захранването или намират начин единиците да споделят захранването във верига от единици, ако батерията на модула се повреди.

"SuperBot трябва да се справи без глобален часовник или лидер - всяко устройство трябва да функционира независимо", обясни Шен. "Нашите конектори също са различни. Дори ако едната страна е повредена, другата страна може да каже:" Оставям ви и отново се свързвам тук. " Двамата се обаждат от разстояние, използвайки радиовръзка с къси вълни. Когато са наблизо, те мигат с помощта на инфрачервения. Сега непрекъснато работим върху по-сложни конфигурации."

Но когато Шен е попитан как е измислил името, той се е спънал. „Това е интересен въпрос. Просто си помислих:„ Това е страхотен робот, той се нуждае от супер име! “ и тогава си помислих: "SuperBot!" и това стана името. Обичам творчеството. Всичко, което правим тук - нищо от тях досега не е съществувало."

За повече информация, вижте проекта Phoenix в действие във видеото по-долу.