Prírodou inšpirované algoritmy

študijné materiály pre projekt mobilnej triedy umelej inteligencie

Späť ku kurzom triedy
Obsah
Riešenie navigácie lietajúcich robotov podľa včiel
Mucha ako vzor
Vážka - aerodynamický zázrak
MFI projekt



Ostatné kapitoly
Walterove korytnačky
BEAM Robotika
Kolektívne správanie robotov
KANSEI
Braintenbergove vozidlá
POPBUGS
iRobot
Insect Robots
Ešte niekoľko robotov ...
MIT Roboty


Tutoriály
 Celulárne automaty
 Morfogenéza
 Simulátory
 Evolučné algoritmy
 Chaos
 Roboty
 Rôzne


Riešenie navigácie lietajúcich robotov podľa včiel

Ako nájdu včely cestu z Úľa ku sladkému nektáru a späť? S najmenšou spotrebou energie dokážu letieť najkratšou cestou, hoci ich mozog je taký malý ako sezamové semienko.

Vedci vyriešili včeliu záhadu

V Austrálskom hlavnom meste Canberra vyriešili vedci včeliu záhadu: "navigáciu hmyzu". Včely sa javia ako skutoční majstri pri preletoch cez úzke otvory. Dr. Mandyam Srinivasan nechal lietať včely v špeciálnom tuneli. "Navigácia je životne dôležitá pre hmyz, najmä pre včely. Musia udržať stabilnú výšku letu, nesmú narážať do objektov a musia isto pristávať, všetko toto dokážu včely bez zvlášť veľkého mozgu - alebo výpočtového výkonu."

Navigácia včiel

Včely spoznajú, ako rýchlo sa pohybujú podľa obrazov pred ich očami. Bližšie predmety sa mihnú rýchlo, vzdialené sa pohybujú pomaly. To bolo vyskúšané v experimente. Pokiaľ sa model pre včelu pohyboval na obe strany rovnako rýchlo, letela priamo, cez stred tunelu. Pri vnímaní rôznych rýchlostí, včela vybočila z kurzu. "Tento jednoduchý experiment ukázal, že včely prelietavajú úzke štrbiny tým, že využijú pohyb obrazu. Veľmi jednoduchý trik, ako preletieť cez úzku chodbu, bez nárazu do steny."

Včela vzorom pre lietajúceho robota

Lietajúci hmyz teda vôbec nemusí vidieť priestorovo(ako človek dvoma očami) , aby sa vedel orientovať v trojrozmernom priestore. Výsledok skúmania, že na to postačuje pohyb obrazu samotný, bol pre veľa vedcov ohromujúci. Predsa sa hodí aj úplne nová otázka: Keď je navigácia v priestore taká zrejmá, potom sa môžu aj roboty orientovať touto cestou. Sprevádzané senzorami pohybu obrazu by mohli lietať aj do vnútra zrúcanín, vyhýbať sa strmým bočným plochám a podľa pamäte nájsť opäť východ. Roboty konštruované podľa včiel by boli ideálne pre stopovacie a záchranné akcie.

Nasadenie v ďalšej misii na Mars

Schopnosti hmyzu boli využité práve pri stavbe pokusného lietadla. Pohybovalo sa skutočne dokonale bez diaľkového ovládania po oblohe. Ak dopadnú ďalšie testy úspešne, chce NASA nasadiť toto "samo-mysliace " lietadlo pri ďalšej misii na Mars v roku 2010, aby preskúmalo povrch planéty. Palubný počítač modulu vyhodnotí obrazové signály a vypočíta potom jeho kurz.

Modelové lietadlo s navigačným systémom včely

Vízie budúcnosti: Nenápadná robotická včela vypátra teroristov; ale môže nastať aj zneužitie tejto technológie: napr. na to aby prenasledovali bezúhonných občanov, bez toho, že by si to všimli. Umelý hmyz by mohol vystriedať "obyčajnú plošticu" v telefóne a mohol by ostať v kontakte s centrálou a pritom sledovať hoci aj auto.

Hore
Kontakt: Marek Bundzel