Kunstig kaos-kakerlakk

Kakerlakken har et enkelt nervesystem, men kan likevel bevege seg raskt og fleksibelt. Inspirert av insektet, og kaosteori, har tyske forskere laget en løsningsorientert robot.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Roboter bør kunne bevege seg noen lunde fleksibelt dersom de skal kunne ta seg fram der mennesker ikke tør ferdes selv – for eksempel i nedraste bygninger, på andre planeter, og i krigssoner.

Selv for svært avanserte roboter kreves krøkkete systemer for at de skal klare å tilpasse seg endringer i terreng og omgivelser.

- I kontrast til dette, kan til og med primitive skapninger i naturen, som for eksempel kakerlakkene, kontrollere kompliserte bevegelser raskt og ubesværet, selv om de har relativt få nerveceller.

Det sier Marc Timme som er fysiker ved Bernstein Center for Computational Neuroscience i tyske Göttingen, til tidsskriftet Natures nettutgave, naturenews.com.

Nå har han og kollegaene latt seg inspirere av nettopp insekter med enkle nervesystemer, når de har designet en kakerlakklignende robot.

"Professor i fysikk, Marc Timme. (Foto: Max Planck Insitute for Dynamics and Self-Organization)"
"Professor i fysikk, Marc Timme. (Foto: Max Planck Insitute for Dynamics and Self-Organization)"

Den takler tøft terreng, velger energisparende tempo, og flykter til og med fra farer, alt etter hvilke situasjoner den havner i. Det siste er vist i videoen ovenfor.

Bygde primitivt nervesystem

AMOS (Advanced MObility Sensor driven) er en konstruksjon med seks bein som kontrolleres av 18 motorer. Den har også 18 sensorer som tilfører den informasjon om temperatur, lys og bakkekontakt.

Prosessoren er sentral i robotens kropp. En prosessor er den delen av en datamaskin som tolker og utfører oppgaver.

Etter inspirasjon fra for eksempel kakerlakker, som har relativt få nerveceller i nervesystemet, ga forskerne AMOS én enkelt prosessor med bare to slike “nerveceller”.

Det er her, inni alt det mekaniske, at kaosteorien kommer inn i bildet.

Utnyttet kaos til kontroll

Kaosteorien går blant annet ut på at små endringer i tilførselen til et system, kan frambringe mange ulike utfall.

Ved å utstyre prosessoren med en kaosteoretisk utregningsmodell, som den kunne bruke når den mottok inntrykk fra omverdenen, skulle den kunne klare å hente fram og sortere seg gjennom de mulige utfallene for den bestemte situasjonen, tenkte forskerne.

Det virket som dette fungerte godt for AMOS, for prosessoren dens forkastet kjapt de ustabile mulighetene, og valgte et stabilt utfall, for eksempel en gange som passet situasjonen.

En artikkel om roboten AMOS ble publisert i tidsskriftet Nature Physics denne uka:

Takler hindringer

- Kaos er normalt ikke noe man forbinder med noe bra, men her har vi snudd det på hodet, og utnyttet det til å gjøre bevegelsessystemet mer stabilt, sier Timme.

Et eksempel er når AMOS setter fast foten i et hull, som vist i videoen ovenfor.

- Når en av føttene dens mister kontakten med bakken, tar den kaotiske atferden over. Den blir helt vill, og prøver ut tilfeldige kombinasjoner helt til den klarer å kravle seg ut, forklarer Timme.

Nå lurer forskere på om ikke kaosteori også kanskje kan forklare hvordan levende vesener koordinerer sin gange og sine bevegelser, ifølge naturenews.

Foreløpig lykkelig glemsom

Til tross for at AMOS’ ytre kanskje fremkaller grøsninger hos deg med fobi for kravlende kryp, er den en forbedring fra mange eksisterende roboter, som er mer rigide og uforstående i forhold til dette med å sette opp farten på eget initiativ.

- Hver gangart krever ofte at man legger til en ny del som kontrollere den atferden, sier han. I tillegg vil alle delene måtte samordne informasjonene sin, noe som gjør roboten mindre effektive og mer krøkkete.

Nå gjelder det bare å utstyre AMOS med et minne, slik at den slipper å tråkke nedi et hull med alle beina etter tur, som vist i videoen ovenfor, men istedet kan svinge elegant unna et lite månekrater en gang i framtiden.

Referanser:

Z. Merali. Robotic roach creates order from chaos. Nature news. 17.januar, 2010.

P. Manoonpong m.fl. Self-organized adaptation of a simple neural circuit enables complex robot behavior. Nature Physics. 17.januar 2010. (Krever passord)

Store norske leksikon

Powered by Labrador CMS