Идват роботи, които изяждат други роботи, за да растат и ремонтират (видео)

Ваня Милева Последна промяна на 21 юли 2025 в 00:00 156 0

Това описва процес, при който прости части се събират стъпка по стъпка в сложна форма: Започва с шест отделни звена. Три от тях се свързват, за да образуват звезда, а другите три образуват триъгълник. След това триъгълникът се прикрепя към звездата, образ

Кредит Columbia University, Скрийншот от видеото в статията
Прости части се събират стъпка по стъпка в сложна форма: Започва с шест отделни звена. Три от тях се свързват, за да образуват звезда, а другите три образуват триъгълник. След това триъгълникът се прикрепя към звездата, образувайки форма на „ромб с опашка“. Тази форма се сгъва в тетраедър (пирамидална структура). Накрая тетраедърът поема друго свободно парче и се превръща в „тресчотен тетраедър“.

Учени са създали роботи, които могат физически да растат, да се ремонтират и да се усъвършенстват, като абсорбират части от околната си среда или от други роботи – процес, който те наричат "метаболизъм на робота".

Изследването демонстрира машини, които започват като прости пръчковидни модули и се самосглобяват във все по-сложни триизмерни структури, като всяка трансформация ги прави по-умели от преди.

Публикувано в Science Advances, изследването от Колумбийския университет представя Truss Links - магнитни роботизирани модули, които могат да се разширяват, свиват и свързват под различни ъгли, за да образуват сложни структури.

Това е фундаментална промяна към роботи, които функционират като отворени системи, способни да адаптират физическата си форма, вместо да остават фиксирани в оригиналната си конфигурация.

От прости пръчки до ходещи роботи

Изследователският екип демонстрира как отделните връзки на конструкциите се самосглобяват в двуизмерни форми, които след това се трансформират в триизмерни роботи. В един поразителен пример, тетраедричен робот интегрира допълнителна връзка, която да използва като бастун, увеличавайки скоростта си на спускане по експерименталната повърхност с повече от 66,5%.

Всеки Truss Link е с дължина 28 сантиметра, когато е свит, и може да се разтегне до 43 сантиметра – коефициент на разширение от 53%. Модулите разполагат с магнитни конектори, които автоматично се подравняват и закрепват, което позволява свързването на множество устройства от различни ъгли без прецизно позициониране.
Изобретателите разбират истинската автономност на роботите, те не само да мислят самостоятелно, но и физически да се самоподдържат - да растат, да се адаптират и се поправят, използвайки материали от околната си среда или от други роботи, точно както биологичният живот абсорбира и интегрира ресурси.

Етапи на развитие на роботите Огледална биология

Изследователите са създали многоетапен процес на разработка, при който роботите постепенно стават все по-опитни. Отделните звена могат да пълзят напред и назад само в едно измерение. Когато три звена се сглобили в триъгълник, полученият робот придобил двуизмерни навигационни способности, позволявайки му да заобикаля препятствия, невъзможни за единични модули.

По-нататъшното сглобяване създава конфигурация "ромб с опашка", способна да преодолява 25-милиметрови издатини и да се сгъва в тетраедър. Тетраедричната форма може да се движи в три измерения, преобръщайки се през препятствия, докато крайната конфигурация "тресчотен тетраедър" постигаше най-високи скорости, но с намалена стабилност.

Демонстрирани ключови способности:

  • Самосглобяване от отделни модули в сложни 3D структури;
  • Самостоятелен ремонт чрез възстановяване на счупени връзки след повреда от удар;
  • Подмяна на "мъртви" модули чрез програмирано отстраняване на компоненти;
  • Сглобяване с помощ от друг робот примерно, при което функциониращите единици помагат на другите да се усъвършенстват;
  • Прогресивно подобряване на капацитета с всяка структурна трансформация.

Това е процес, при който прости части се събират стъпка по стъпка в сложна форма: Започва с шест отделни звена. Три от тях се свързват, за да образуват звезда, а другите три образуват триъгълник. След това триъгълникът се прикрепя към звездата, образувайки форма на „ромб с опашка“. Тази форма се сгъва в тетраедър (пирамидална структура). Накрая тетраедърът поема друго свободно парче и се превръща в „тресчотен тетраедър“.Това е процес, при който прости части се събират стъпка по стъпка в сложна форма: Започва с шест отделни звена. Три от тях се свързват, за да образуват звезда, а другите три образуват триъгълник. След това триъгълникът се прикрепя към звездата, образувайки форма на "ромб с опашка". Тази форма се сгъва в тетраедър (пирамидална структура). Накрая тетраедърът поема друго свободно парче и се превръща в "тресчотен тетраедър". Кредит: Columbia University

Вдъхновението от биологичните организми е движещата сила на иновацията

Концепцията за роботския метаболизъм е вдъхновена от това как биологичните организми използват прости градивни елементи – аминокиселини – за да създават сложни протеини и цели форми на живот. По подобен начин системата Truss Link използва стандартизирани модули за генериране на разнообразни функционални структури.

Различните форми на живот могат да растат, да се лекуват и да се адаптират. До голяма степен тази способност произтича от модулния характер на биологията, която може да използва повторно модули (аминокиселини) от други форми на живот.

Създателите на Truss Links са накарали роботите си да правят същото.

След многобройни симулации, изследователският екип успява да определи количествено вероятността за произволно формиране на различни конфигурации. Над 2000 симулационни цикъла разкриват например, че някои структури, като конфигурацията "ромб с опашка", се срещат в 44,3% от случайните опити, докато по-сложните форми изискват помощ от околната среда или насоки от оператора.

Кредит: Columbia University

Самостоятелен ремонт и подмяна на компоненти

Роботите Truss Links демонстрират забележителни способности за самовъзстановяване. Когато падат от височина и прекъсват връзките, те могат автономно да преобразуват първоначалните си форми. Конфигурациите "триъгълник", "трилъчева звезда" и "ромб с опашка" успешно се възстановяват от повреди от удар, които са разкачили компонентите им.

Може би най-впечатляващото е, че роботите биха могли да заменят "мъртвите" компоненти чрез програмирана клетъчна смърт, подобна на биологичната апоптоза. Когато батерията на даден компонент падне под критичните нива, той автоматично ще се отдели от структурата, позволявайки интегрирането на функциониращ заместител.

Изследователите също така демонстрират сътрудничество между роботи, при което установен тетраедричен робот помогнал на плоските 2D структури да се трансформират в 3D тетраедри, действайки като кран за повдигане и позициониране на компоненти.

Бъдещи последици и приложения

Тези роботи, притежаващи своеобразен метаболизъм, имат осигурен не само дигитален интерфейс към физическия свят, но и техният изкуствен интелект се развива и когнитивно, и физически – създавайки изцяло ново измерение на автономност, обясняват авторите.

Технологията може да намери приложения при възстановяване след бедствия и космически изследвания, където роботите трябва да се адаптират към непредвидени обстоятелства без човешка поддръжка. Способността за саморемонт и преконфигуриране може да се окаже решаваща за дългосрочни автономни операции в тежки условия.

Изследователският екип предвижда бъдещи роботизирани екологии, където машините самостоятелно ще се поддържат, растат и се адаптират към нови задачи и среди – ключова стъпка към наистина автономни роботизирани системи, които могат да се развиват отвъд първоначалните си програмни и дизайнерски ограничения.

Изобретението може да има далече отиващи последици. Гледката на самовъзпроизвеждащи се роботи вероятно ще изглежда плашещо, напомняйки някои антиутопии. Но ще трябва да се примирим. Роботите ще стават все повече и повече, и те в крайна сметка ще трябва да се научат да се грижат сами за себе си.

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Технологии

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !