Prírodou inšpirované algoritmy

Coco

Coco je najnovší zo skupiny humanoidných robotov vyvíjaných v laboratóriách Massachusetského inštitútu. Na rozdiel od svojich predchodcov Kismeta a Coga však Coco dokáže aj chodiť čo mu dáva zjavnú výhodu. Aj napriek malému "vzrastu" mu jeho mobilita umožňuje vyšší stupeň autonómnosti, ktorý u Kismeta a Coga neexistoval. U robota sa preto môžu vyvinúť spôsoby správania sa, ktoré sa u predchádzajúcich robotov vyvinúť nemohli. Príkladom môže byť priblíženie sa k určitým objektom v jeho okolí na ľubovoľnú vzdialenosť, a taktiež možnosť vyhnúť sa im. Robot má taktiež možnosť prirodzene skúmavať svoje okolie a získavať z neho znalosti bez toho aby bol neustále závislý na ľudskom učiteľovi.
Cieľom ľudí pracujúcich na vývoji Coca je preskúmať dopad plnej mobility na správanie robota, na jeho spoločenské správanie a inteligenciu.

Z konštrukčného hľadiska má Coco 15 stupňov voľnosti a inšpirácia pre tvar jeho tela vychádza z tvarov gorily. Má široké plecia, krátke nohy a dlhé ruky. Každá zo zadných nôh má 2 stupne voľnosti, jeden v oblasti bedier a druhý v oblasti kolena. Predné končatiny majú 3 stupne voľnosti, z toho 2 v ramene a jeden v lakti.
Zvyšných 5 stupňov voľnosti je v oblasti hlavy.

Coco váži 9.1 kg a jeho trup vyrobený z uhlíkových vlákien poskytuje dostatočnú ochranu motorom a elektronike senzorov, ktoré sú v ňom umiestnené. Komunikáciu zabezpečuje vysokorýchlostný sériový kábel, napojený na výpočtové jednotky pracujúce v reálnom čase. Cocova stabilizácia je riešená pomocou vestibulárneho systému, ktorý mu umožňuje stabilizovať pohľad počas pohybu. Vestibulárny systém je zložený z gyroskopu a gravimetra, ktoré merajú akceleráciu a orientáciu hlavy vzhľadom na zem.

Komplikovaný robot akým je Coco vyžaduje výkonný paralelny výpočtový systém, ktorým je možné v reálnom čase spracovávať viac vstupov a zároveň zabezpečiť požadovanú komplexnú odozvu s čo najmenším oneskorením. Vytvoriť výpočtový systém takéhoto typu je veľmi náročné. Preto sa tvorcovia Coca snažia vytvoriť systém s takou zložením a modularitou, ktorá umožní ľahšie organizovanie a pridávanie nových funkčných modulov. Hlavným cieľom do budúcnosti je vytvoriť "mozog" schopný paralelne vykonávať viacero algoritmov zabezpečujúcich rôzne spôsoby videnia, počutia, hmatu a taktiež motoriky.

Motorický systém robota zabezpečuje vykonávanie jednotlivých pohybov, postojov a chôdzu. Aby mohol mobilný robot vykazovať zmysluplné správanie je potrebné zamerať sa hlavne na riadenie a kontrolu pohybov jeho končatín. Pohyby jednotlivých končatín by mali byť plynulé a sila vyvinutá končatinami by mala byť adekvátna vykonávanej úlohe. (Pri rôznych postojoch robota je potrebné vynaložiť rôznu silu v každom zo stupňov voľnosti a preto by mala byť v končatinách vyvinutá rôzna sila odpovedajúca postoju)

Po tom čo sa Coco stane plne funkčným robotom je v pláne výskum nasledujúcich oblastí:

• Biologicky motivované modelovanie vzruchov
  
• Porovnanie robota s takto modelovanými vzruchmi so správaním laboratórnych zvierat
  
• Získať viac znalostí o tom ako sa v robotovi emerguje inteligencia a spoločenské správanie
• Hlbší výskum dynamiky pohybu končatín s cieľom dosiahnuť robustnosť a flexibilnosť pohybov
  
• Zlepšiť koordináciu
  
• Sebauvedomenie si vlastného tela a jeho vlastností