رباتی که حدس می زند

دانشمندان رباتی طراحی کردند که می تواند با استفاده از حدس زدن نقشه محیط پیرامونش را بسازد. محققان ادعا می کنند با استفاده از این رویکرد جدید ربات ها آسان تر و با سرعت بیشتری می توانند مسیر خود را در محیطهای پیچیده ای مانند ساختمان های ناآشنا پیدا کنند.
موقعیت سنجی ، یکی از بزرگترین چالشهای روبه روی ربات های متحرک است.
یکی از الگوریتم های معمول این است که ربات ها در حین پیدا کردن راه خود، نقشه ای از محیط اطرافشان نیز می کشند ممکن است رسم یک نقشه ذهنی برای انسان ساده باشد، اما انجام این کار برای ربات ها بسیار سخت و زمان بر است.
ربات ها برای اندازه گیری فاصله نقشه برداری معمولا از مسافت سنج و اسکنر لیزری استفاده می کنند. دانشمندان برای بالا بردن دقت و همچنین سرعت دادن به این فرآیند تلاش کردند از الگوریتم دیگری استفاده کنند یا این که ربات ها را به جستجوی تیمی یک منطقه بفرستند.
اکنون محققان دانشگاه Purdue در ایالات متحده از رویکرد جدیدی برای حل این مشکل استفاده می کنند.
آنها الگوریتمی طراحی کرده اند که در آن رباتها با استفاده از اطلاعاتی که تا به حال جمع آوری کرده اند، آنچه را برای آنها پیش خواهد آمد حدس می زنند. وقتی شما در حین حرکت نقشه ای را در ذهنتان ترسیم می کنید، می توانید از آن به عنوان یک پایگاه داده برای پیش بینی محیط اطرافتان استفاده کنید. بنابراین لازم نیست همه راهها را امتحان کنید، در زمان صرفه جویی می کنید و در عین حال نقشه دقیق تری نیز خواهید داشت.
● به سوی ناشناخته
این الگوریتم مناطق جستجو نشده را در مجاورت نواحی که نقشه آنها رسم شده است شناسایی می کند. این نواحی خانه های مرزی نامیده می شوند. ربات از الگوی گنجها در لبه های نواحی مرزی استفاده می کند و در مناطقی که قبلا نقشه برداری کرده ، به دنبال الگوهای مشابه می گردد. اگر مورد مشابهی یافت شود، الگوریتم از نقشه موجود برای پیش بینی محتوای خانه مرزی استفاده می کند. هر پیش بینی یک ضریب اطمینان دارد.
نواحی ای که ضریب اطمینان بالایی دارند برای صرفه جویی در زمان بدون جستجو رها می شوند؛ اما در مواقعی که ضریب اطمینان پایین است ، نقشه برداری دقیقی انجام می شود. این الگوریتم اولین بار با استفاده از رباتهای شبیه سازی شده و در هزار توها و محیطهای اداری مجازی آزمایش شد. رباتهای شبیه سازی شده در حالی که نسبت به قبل محیط خود را ۳۳ درصد کمتر جستجو می کردند، قادر بودند با موفقیت جهت یابی کنند.
آزمایش های واقعی با استفاده از ربات های کوچک در یکی از ساختمان های اداری دانشگاه انجام شد. رباتهای واقعی نیز توانستند با تلفیق روش پیشگویی و استفاده از ابزارهای اندازه گیری در زمان کمتر و با خطاهای کمتری موقعیت سنجی کنند.
● کارگروهی رباتها
دانشمندان این تیم تحقیقاتی قصد دارند این روش را روی گروهی از رباتها به طور همزمان آزمایش کنند. هر کدام از این رباتها نقشه خود را به طور جداگانه ترسیم می کند و زمانی که به ربات دیگری می رسند، اطلاعاتشان را در اختیار یکدیگر قرار می دهند. به این ترتیب رباتها این امکان را دارند با استفاده از اطلاعاتی که همکارشان جمع آوری کرده ، پیشگویی کنند.
این روش محدودیت هایی نیز دارد به عنوان مثال تنها می توان در محیطهای داخل ساختمان از آن استفاده کرد و در محیطهای خارجی که طرحهای تکراری بسیار کمتری وجود دارد، بخوبی عمل نمی کند.
در هر صورت این الگوریتم به روشی که ذهن انسان به کار می برد، نزدیکتر است.
اما این الگوریتم علاوه بر ساخت ربات در جراحی نیز کاربرد دارد. محققان با استفاده از توانایی های این روش در حال طراحی ابزارهای جراحی آندوسکوپی هستند. در این طرح ابزارهای جراحی ، همانند رباتها، می توانند با استفاده از اطلاعاتی که از پیش دارند در رابطه با محیط اطرافشان پیش بینی کنند. نقشه برداری از محیط داخل بدن به دلیل حجم زیاد حرکتهای اندامهای داخلی بسیار مشکل است. با این روش استفاده از اسکن هایی که پیش از عمل تهیه شده اند می تواند کار را ساده تر کند.

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان