Roboter mit Nagetierhirnen werden in einem Labor gebaut in Queensland University of Technology QUT, Australien. Wissenschaftler haben die Art und Weise, wie Nagetiere navigieren, modelliert und ein entsprechendes Root-Navigationssystem entwickelt.
Nagetiere haben eine einzigartige Bewegungsmethode, die es ihnen ermöglicht, sich über, unter und um Hindernisse zurechtzufinden. Roboter müssen ähnliche Fähigkeiten haben, wenn sie in alltägliche Situationen integriert werden sollen. Damit Roboter vollständig autonom sind, ihre Fähigkeit zur Selbstständigkeit-navigate ist entscheidend. Die Idee, Roboter in gängige Arbeitsumgebungen wie Restaurants, Lagerhallen, Krankenhäuser und Hotels einzuführen, hängt stark davon ab, dass Roboter in der Lage sind, ihre eigenen Routen durch unbekannte Räume selbstständig zu finden.
Das Nagetier-Roboter-Navigationssystem
australischer WissenschaftlerMichael Milford hat die letzten 14 Jahre damit verbracht, das r zu entwickelnodent-Roboter-Navigationssystem. Das System verwendet "künstliche Gehirne", basierend auf der Art und Weise, wie er und sein Team denken, dass die Gehirne von Ratten funktionieren.
Die 'künstlichen Gehirne' dieser Roboter funktionieren auf zwei Arten. Erstens verwendet der Low-Level-Prozessor des Gehirns die Kamera des Roboters in Kombination mit einer vorgelernten Route. Der Roboter muss diese gelernte Route navigieren, indem er seine gespeicherten vergleichtWissen mit dem, was er auf der Kamera "sieht". Der High-Level-Prozessor des Roboters verwendet ein auf Gitterzellen basierendes neuronales Mapping-System, das den Standort des Roboters im globalen Sinne auf mehreren räumlichen Skalen verfolgt. Die Kombination der Prozessoren ist unerlässlich.Der Low-Level-Prozessor ermöglicht es ihm, Navigationsentscheidungen auf lokaler Ebene zu treffen, während der High-Level-Prozessor dem Roboter die Möglichkeit gibt, Routen außerhalb bekannter Gebiete zu planen.
[Bildquelle: James Provost/IEEE]
Wie Ratten navigieren
Dies ist ähnlich wie bei der Beobachtung von Ratten. Wenn Sie eine gewöhnliche Ratte in ein unbekanntes Gebiet fallen lassen, zum Beispiel ein Labyrinth aus durchsichtigen Rohren in einem Labor, beginnt die Ratte sofort, das Gebiet zu "kartieren", indem sie schnüffelt und ihre Schnurrhaare verwendet, umMessen Sie Durchmesser und testen Sie mögliche Fluchtwege, indem Sie Wege finden, die unmittelbare Umgebung zu umrunden. Während die Ratte diese Dinge tut, aktiviert ihr leichtes Gehirn nur 2 Gramm! spezialisierte Kartierungsneuronen.
Die erste Gruppe feuert auf registrierte Orientierungspunkte wie Ecken und Höhenänderungen. Die zweite Gruppe von Neuronen feuert in regelmäßigen Abständen. Eine andere Gruppe von Neuronen registriert, in welche Richtung der Kopf der Ratte gedreht wird, und gibt ihr so etwas wie einen inneren KompassDie Kombination dieser Neuronen, die zusammenarbeiten, hilft der Ratte, eine mentale Mindmap des Gebiets zu erstellen, wodurch sie hervorragende Navigationsfähigkeiten erhält.Es ist wichtig zu beachten, dass nicht eine menschliche Vorstellung von einer Karte entsteht, die im Allgemeinen statisch ist, dieRatten haben die Fähigkeit, ihr Navigationswissen ständig zu aktualisieren. Dies ist der heilige Gral für Roboterhersteller.
[Bildquelle: Michael Milford/IEEE]
Das Labor der University of Technology in Queensland entwickelt diese Technologie seit über 14 Jahren. Zu den vorherigen Prototypen von Nagetierrobotern gehörte eine Indoor-Paketzustellmaschine, die innerhalb von zwei Wochen über 1100 Pakete im Labor zustellte. Ein anderer Bot kartierte einegesamten Vorort von Brisbane mithilfe von Filmmaterial, das mit einem Laptop aufgenommen wurde. Jetzt arbeitet das Team mit dem Schwermaschinenhersteller Caterpillar zusammen. Das Ziel ist es, einen ähnlichen Bot mit Nagetierhirn in einer Flotte robuster Untertage-Bergbaumaschinen einzusetzen.
Ausgewählte Bildquelle: IEEE
Quellen: Spektrum, QUT, Eprints