Как крошечные «суперботы» будут создавать дешевые модульные спутники

Есть места, такие как космическое пространство, где не только негостеприимно посылать людей для выполнения инженерных работ, но также очень опасно и феноменально дорого. Также нелогично строить массивные космические детали здесь на Земле, а затем перевозить их туда. Американским чиновникам нужно что-то гораздо более гибкое, модульное и в целом более (искусственно) интеллектуальное.

Войдите в проект Феникс. В январе 2014 года Агентство по перспективным исследовательским проектам в области обороны (DARPA) наградило доктора Вей-Миня Шена и его команду в Институте информационных наук (ISI) Университета Южной Калифорнии (ISI) грантом в размере 1 млн. Долл. США для адаптации его реконфигурируемого «SuperBot». роботы для использования в космосе.

По сообщению DARPA, вместе с калифорнийским NovaWurks ISI было предложено изготовить 15-фунтовые модули (называемые StarCells), которые - в сочетании - могут сформировать «недорогую модульную спутниковую архитектуру, которая может масштабироваться практически бесконечно».

Эти устройства или сателлиты подключаются друг к другу и «обмениваются данными, энергопотреблением и возможностями управления температурой», сказал DARPA. Таким образом, они могут адаптироваться к различным ситуациям или космическим полетам «с любым типом, размером или формой полезной нагрузки». Модули также могут быть изготовлены дешево на сборочной линии.

PCMag посетил офис доктора Шена в Марина-дель-Рей, Калифорния, чтобы узнать больше. Исследования доктора Шена в ISI сфокусированы на самонастраиваемых, адаптивных и автономных роботах и ​​других системах искусственного интеллекта. Он родился в Цзиньхуа, недалеко от Шанхая, и после культурной революции, когда Дэн Сяопин вновь открыл университеты, Шен изучал электротехнику и вычислительную технику в Пекинском университете, и окончил ее в 1982 году.

В качестве одного из лучших студентов в стране ему было разрешено подать заявку на аспирантуру в США. Он выбрал Карнеги-Меллона, встретившись с Гербертом Саймоном во время его визита в Пекин для чтения лекций по искусственному интеллекту и взаимодействию человека с компьютером. Поскольку Шен почти шесть месяцев интенсивно изучал английский язык и был первым в истории студентом материкового Китая в КМУ, для него это был культурный шок. Но Саймон обучал Шена и играл все более важную роль в его жизни.

«Он величайший человек, которого я когда-либо знал», - сказал Шен, указывая на рамочные статьи о Саймоне над своим столом. (Саймон скончался в 2001 году.)

На столе Шена, разбросанном среди привычных компьютерных принадлежностей (Yoda, C-3PO и R2-D2), несколько устройств SuperBot, мигающие инфракрасные детекторы, перемещались независимо друг от друга. Каждый SuperBot имеет размеры 5 на 2, 5 на 2, 5 дюйма и имеет шесть реконфигурируемых универсальных разъемов, бортовой источник питания, контроллер, датчики, исполнительные механизмы и коммуникаторы (инфракрасный порт, Bluetooth, коротковолновое радио). У них есть три отличных движения: подача, рыскание и крен. В ходе лабораторных испытаний SuperBot доказал, что он может преодолевать расстояние более 1100 метров, подниматься по веревке вертикально и подниматься на 110-метровую песчаную дюну.

Доктор Шен объяснил, как он попал в роботов: «У меня всегда была мечта, даже когда я возвращался в Китай, когда я искал что-то, что можно создать при жизни. Я изучал компьютеры. Я нашел поле искусственного интеллекта. Я думал, вау, Это здорово. Тогда я мечтал построить маленького робота, который бы учился, как маленький ребенок. Вы бросили бы его в новую среду, и он бы сам развивал знания. Позже, когда у меня появились свои дети, я увидел, как они учись, тогда я знал, что мы далеко от этого сценария!

Поэтому вместо того, чтобы пытаться отразить то, как люди приобретают знания, доктор Шен «научил» своих роботов реагировать на «неожиданности» и адаптироваться таким образом.

«Каждый раз, когда вы совершаете какое-либо действие, - объясняет доктор Шен, - вы делаете прогноз, прежде чем делать это, основываясь на своем предыдущем опыте и знаниях, которые у вас уже есть. Затем, когда вы делаете действие, вы видите, что происходит. Если результаты случайно соответствует вашему прогнозу, это здорово. Если нет, мы называем это «сюрпризом», и робот должен быть в состоянии остановить и проанализировать ситуацию, выяснить, почему, пересмотреть, изучить, а затем продолжать работу ».

Доктор Шен сказал, что исследователи могут сбросить 100 суперботов в пустыню, где они переконфигурируют себя как вездеход и переместятся через песчаные дюны. Затем они могут изменить конфигурацию, чтобы вырастить ноги и взобраться на вершину дюны, и «собрать в теплице, выронить семена и защитить эти семена в течение двух недель, пока они не начнут расти».

В течение последних девяти лет проект SuperBot постоянно развивался; текущая версия программного обеспечения до 2000 (в основном C с некоторым кодом сборки), и есть пять версий электронных и механических конфигураций.

Доктор Шен не может напрямую прокомментировать текущую работу DARPA, хотя в сообщениях предполагается, что запуск может произойти где-то в этом году. Он, однако, скажет, что в настоящее время они решают проблемы с питанием или находят способ для подразделений распределить питание по всей цепочке модулей, если батарея модуля выходит из строя.

«SuperBot должен справляться без глобальных часов или лидера - каждое подразделение должно функционировать независимо», - объяснил Шен. «Наши разъемы тоже разные. Даже если одна сторона повреждена, другая может сказать:« Я оставляю вас и воссоединяюсь здесь ». Они звонят друг другу на расстоянии с помощью коротковолнового радио. Когда они находятся близко, они мигают с помощью инфракрасного порта. Сейчас мы все время работаем над более сложными конфигурациями ».

Но когда Шена спрашивают о том, как он придумал имя, он озадачен. «Это интересный вопрос. Я просто подумал:« Это отличный робот, ему нужно супер имя! » и тогда я подумал: «СуперБот!» и это стало именем. Я люблю творчество. Все, что мы делаем здесь - ничего из этого никогда не существовало раньше ".

Для получения дополнительной информации, ознакомьтесь с проектом Phoenix в действии в видео ниже.