Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

"Inteligentny piasek" z filmów fantasy

Recommended Posts

Wyobraźmy sobie, że do skrzyni z piaskiem wkładamy jakiś przedmiot, np. filiżankę, a po chwili wyjmujemy jego dokładną kopię. Piasek samoczynnie połączył się tak, by stworzyć pożądany kształt. Wizja rodem z literatury fantasy oraz... laboratoriów MIT-u.

W maju podczas IEEE International Conference on Robotic and Automation naukowcy z Distributed Robotics Laboratory wygłoszą odczyt na temat algorytmów, które umożliwią powstanie takiego „inteligentnego piasku“. Zaprezentują też wyniki swoich eksperymentów, podczas których testowali swój pomysł na kostkach o objętości 1 cm3. Każdą z kostek wyposażono w procesor i magnesy na czterech bokach.

Uczeni z MIT-u proponują nowe podejście do rekonfigurowalnych robotów. Dotychczas pokazywano urządzenia, które łączą się ze sobą jak klocki. Tym razem pomysł polega na tym, by w jednym miejscu zgromadzić dużą liczbę miniaturowych robotów - to analogia do kamiennego bloku z którym pracę rozpoczyna rzeźbiarz - a te, komunikując się ze sobą zdecydują, które roboty będą potrzebne do utworzenia zadanego kształtu, a które „odpadną“ od całości.

„Inteligentny piasek“ ma być wielokrotnego użytku. Po spełnieniu swojego zadania będzie mógł powrócić do reszty robotów i tworzyć nowy kształt.

Z punktu widzenia techniki obliczeniowej największym problemem jest stworzenie algorytmu, który będzie działał przy bardzo ograniczonych zasobach. W obiekcie wielkości ziarna piasku zmieści się procesor o niewielkiej mocy obliczeniowej i niewiele pamięci. Naukowcy muszą więc dopilnować, by nawet pojedyncze bity informacji nie zostały zmarnowane. Najprościej byłoby przekazać do każdego ziarna informację o całym kształcie, który ma zostać zbudowany. Jest to jednak nierealne ze względu na ograniczone zasoby obliczeniowe ziaren.

Uczeni wpadli zatem na inny pomysł. Zadany obiekt ma zostać przedstawiony jako dwuwymiarowa siatka, a każde z ziaren ma za zadanie jedynie sprawdzić, czy jest ziarnem skrajnym czyli takim, któremu brakuje jednego z sąsiadów. Skrajne ziarna występują w dwóch miejscach - na końcach stosu ziaren oraz w miejscu, gdzie w piasek włożono modelowy kształt.

Gdy już skrajne ziarna się zidentyfikują, przesyłają informację na ten temat do innych ziaren. W ten sposób określany jest kształt, który należy skopiować. Algorytm automatycznie wylicza odległość, na jaką należy wysłać informację o kształcie tak, by włożony przedmiot oraz nowo tworzony kształt nie pokrywały się. Ponadto dzięki określaniu odległości, w bardzo prosty sposób można skalować wzorcowy przedmiot i tworzyć jego kopie zadanej wielkości. Po tym, gdy informacja dotrze do ziaren, które mają tworzyć kopię, pozostają one połączone, a reszta ziaren się od nich odłącza.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jeśli by jeszcze trochę to zmniejszyli, to mógłby to być płynny metal z terminatora...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Raczej nie fantasy, tylko science fiction i do tego pisane przez naszego polskiego pisarza i futorologa, Stanislawa Lema. Polecam lekturę "Pokój na Ziemi" rok wydania 1987, wiec jeszcze zanim nakręcono drugi dodcinek Terminatora (rok prod. 1991) z płynnym cyborgiem... Lem to wymyślił! (cudze chwalicie a o swoim zapominacie...) :)

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Raczej nie fantasy, tylko science fiction i do tego pisane przez naszego polskiego pisarza i futorologa, Stanislawa Lema. Polecam lekturę "Pokój na Ziemi" rok wydania 1987, wiec jeszcze zanim nakręcono drugi dodcinek Terminatora (rok prod. 1991) z płynnym cyborgiem... Lem to wymyślił! (cudze chwalicie a o swoim zapominacie...) :)

 

Pierwsze pomysły Lema na mikroboty można odnaleźć już w Niezwyciężonym (1964)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dlaczego wszystko musi być sprowadzone do kwadracików lub sześcianików. Jest tylko pięć wielościanów foremnych (tzw. Figury platońskie) w wśród nich tylko 3 które szczelnie wypełniają trójwymiarową przestrzeń to: czworościan foremny, sześcian i ośmiościan foremny. Czy nie lepszy w tym przypadku byłby czworościan, już z natury jest mniejszy i prostszy w swojej budowie. Poza tym forma czworościanu umożliwia budowanie kształtów o bardziej płynnych powierzchniach zewnętrznych przy założeniu, że w środku forma będzie miała pustą przestrzeń

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czy nie lepszy w tym przypadku byłby czworościan, już z natury jest mniejszy i prostszy w swojej budowie.

 

Niebagatelny wpływ może mieć fakt, iż stosunek objętości kuli wpisanej do objętości wielościanu rośnie ze wzrostem liczby ścian.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dlaczego wszystko musi być sprowadzone do kwadracików lub sześcianików. Jest tylko pięć wielościanów foremnych (tzw. Figury platońskie) w wśród nich tylko 3 które szczelnie wypełniają trójwymiarową przestrzeń to: czworościan foremny, sześcian i ośmiościan foremny. Czy nie lepszy w tym przypadku byłby czworościan, już z natury jest mniejszy i prostszy w swojej budowie...

Wydaje się, że dobór kszatałtu uzalezniony był od łatwości przylegania tych brył do siebie. Nie wiem czy czworosciany luźno wsypane do naczynia łatwo zajmą położenia pozwalające im równo do siebie przylegać (stworzyć jednolitą strukturę). To dlatego wybrano szescianiki bo są łatwiejsze w budowie od ośmioscianów. Wydaje się jednak. że przyszlość takich struktur powinna należeć do ośmiościanów lub swoiście plastycznych sfer, które po złaczeniu wygladałyby jak trójwymiarowy plaster miodu (coś podobnego jak piana z baniek mydlanych, gdzie kuleczki po złaczeniu przybieraja kształt podobny do szescianów) :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

×
×
  • Create New...