Создан резиновый компьютер для управления мягкими роботами
// фото: открытые источники
14:42, 28 Mar 2019
просмотров 411 | комментариев 0

Инженеры из Гарвардского университета создали компьютер, состоящий из резины, вычисления в котором выполняются при помощи потоков воздуха. Столь экзотическим "мозгом" они предлагают оснащать мягких роботов.

Расскажем о том, как возможно этакое чудо.

Широко известно, что компьютеры представляют любую информацию в виде комбинаций нулей и единиц. Вычисления в ЭВМ реализуют так называемые логические элементы. Чтобы собрать компьютер, способный выполнить любую программу, достаточно элементов трёх типов: И, ИЛИ и НЕ.

Элемент НЕ имеет один вход и один выход. Получив на вход 0, он выдаёт 1, и наоборот. Таким образом, значение на выходе всегда не такое, как на входе, чем и объясняется его название, передает Вести.

Элемент ИЛИ имеет два вход и один выход. Он выдаёт 1, если хотя бы на один из входов была подана единица, и 0 в противном случае. Таким образом, на выходе будет 1, если 1 был на первом или на втором входе.

Наконец, элемент И также имеет два входа и один выход. Он выдаёт 1, если на оба входа была подана единица, и 0 в противном случае. Таким образом, на выходе будет 1, если 1 был на первом и на втором входе.

Вот эти-то три универсальных "кирпичика" и реализовали исследователи с помощью резины и воздушных потоков. Например, элемент НЕ создаёт высокое давление воздуха, получив на вход низкое, и обратно.

"Мы эмулируем "мыслительный процесс" электронного компьютера, используя только мягкие материалы и пневматические сигналы, заменяя электронику сжатым воздухом", – говорит Дэниэл Престон (Daniel Preston), первый автор статьи, принятой в журнал PNAS.

Из таких логических элементов исследователи собрали "мозг" для мягкого робота-ныряльщика. Источником энергии для него служит запас воздуха, находящегося под давлением в миниатюрном воздушном шаре. Предоставленный сам себе, робот постоянно ныряет и выныривает. Низкое давление на поверхности служит для него командой к погружению, а высокое давление на дне сосуда с водой – сигналом к всплытию. Кроме того, он может погрузиться или всплыть по команде оператора.
К слову, эта разработка – не первая, в которой электронные вычисления заменены пневматическими. Например, имеются системы, где вычисления производятся потоками жидкости. Однако новинка имеет ряд преимуществ.

Во-первых, она отличается от своих аналогов быстродействием. Этому способствуют широкие каналы для подачи воздуха (около миллиметра в диаметре). Во-вторых, устройство не требует нагнетания воздуха в состоянии покоя. Это серьёзно повышает автономность робота.

Разумеется, подобная модель предназначена только для демонстрации работоспособности концепции. В будущем, как надеются инженеры, появятся роботы без электронных частей, способные на более сложные операции.

Такие роботы будут безопаснее, если будут работать на производстве (ведь они полностью мягкие). Кроме того, они легки, устойчивы к коррозии и могут быть дешевле своих "жёстких" аналогов.

Кроме того, подобный робот в воздухе может быть невидим для металлоискателей и радаров, а в воде – для гидролокаторов. Такая перспектива может весьма заинтересовать военных.

"Это просто вопрос выбора правильных материалов", – отмечает Престон.

Однако вряд ли подобные разработки полностью заменят электронных роботов. В современных процессорах порядка миллиарда логических элементов, что и позволяет компьютерам быстро решать сложные задачи. Особенно требовательны к вычислительной мощности системы искусственного интеллекта, способные к самообучению. А без них никак не обойтись роботу, выполняющему действия, напоминающие человеческие.

Понятно, что когда размер логического элемента измеряется миллиметрами, а не нанометрами, робот приемлемых размеров сможет иметь лишь очень примитивный "мозг". Кроме того, электронные схемы работают гораздо быстрее и имеют больший КПД.

Вероятно, до тех пока инженеры не научатся уменьшать резиновые логические элементы до микроскопических размеров, стандартом в индустрии мягких роботов останутся системы с мягкими "телами" и обычной электронной начинкой, спрятанной глубоко внутри них.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о новых гибких системах, способных бережно поймать и отпустить живую рыбу, помочь с бытовыми заботами и "взять под опеку" сердце во время хирургической операции.

Напомним также, что мы рассказывали о других нестандартных подходах к вычислениям, например, о нейронной сети на основе света и процессоре на основе ДНК.




Комментарии


Другие новости


Последние новости Наиболее читаемые сегодня Наиболее читаемые за неделю




Погода

Гороскоп
  • ОВЕН

    ОВЕН (21 марта - 20 апреля)

    День придаст решимости Вашим действиям. Избегайте натиска и чрезмерной настойчивости в общении с любимым человеком. Возможны незапланированные доходы, однако почти все придется потратить на детей или на подготовку к предстоящему отъезду в отпуск всей семьей. Вечером постарайтесь хорошенько отдохнуть, примите перед сном теплую ванну для снятия напряжения.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    День может принести немало двойственных ситуаций, требующих такта и выдержки. Вы сможете проявить свои таланты в профессиональной сфере деятельности. Ваша расторопность позволит взяться за несколько дел сразу и каждое довести до конца. Непредвиденные событие может привести к серьезным конфликтам дома.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    Энергии у Вас сегодня хоть отбавляй. Вас будут волновать вопросы материального характера. Советуем уделить больше времени домашним делам и не выяснять отношения с членами семьи. Увлеченный и долгий труд - вот символ сегодняшнего дня.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    День придаст решимости Вашим действиям. Возможно, вы почувствуете боли в области желудка. Будет много встреч, обнадеживающих переговоров, возможно, откроются заманчивые перспективы. Будьте осторожнее с ядовитыми веществами, тщательно соблюдайте дозировку лекарств.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    День может принести немало двойственных ситуаций, требующих такта и выдержки. Возможны проблемы с пищеварением. Не стоит идти в гости к друзьям вместе с любимым человеком - весьма вероятна ссора Вашей "второй половины" с дорогими Вашему сердцу людьми. Ваше настроение улучшится.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    Энергии у Вас сегодня хоть отбавляй. Если Вы водите машину, будьте внимательны на дороге. На работе, возможно, придется решать правовые и юридические вопросы, обращаться в суд. Выгодно продавать валюту.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    День придаст решимости Вашим действиям. Исключительно плодотворный рабочий день. Попытки начать что-либо новое не увенчаются успехом, встречи, назначенные на сегодня, отменятся по независящим от Вас причинам. Ваши отношения могут зайти в тупик.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    День может принести немало двойственных ситуаций, требующих такта и выдержки. Не исключено, что вечер Вы проведете с близким человеком в романтичной обстановке при свечах. Если у Вас есть друзья-иностранцы, сегодня самый подходящий день для встречи с ними. Помогите окружающим и они будут Вам благодарны.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    Энергии у Вас сегодня хоть отбавляй. Не давайте необдуманных обещаний, не потворствуйте своим желаниям. Если решается жилищный вопрос, то необходимо будет "покрутиться", чтобы не остаться в дураках. Успешным окажется обращение в органы власти.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    День придаст решимости Вашим действиям. Влиятельные люди помогут вашему продвижению по службе. В конце дня возможен неожиданный поворот событий, будьте начеку - ситуация может выйти из-под контроля. Вечером хорошо размяться в тренажерном зале.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    День может принести немало двойственных ситуаций, требующих такта и выдержки. Вы сможете интуитивно понять как согласовать Ваши личные честолюбивые замыслы с желаниями окружающих Вас людей. Невозможность выполнить некоторые из них вызовет раздражение. Вероятно получение премии.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    Энергии у Вас сегодня хоть отбавляй. Известие, которое сегодня придет к Вам, станет весьма неожиданным и радостным для всех домочадцев. Новые связи с деловыми партнерами могут оказаться весьма прочными. Вечером постарайтесь хорошенько отдохнуть, примите перед сном теплую ванну для снятия напряжения.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Loading...