Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει έναν αυτοματοποιημένο τρόπο για την ανάπτυξη προσαρμοσμένου εξοπλισμού που επιταχύνει την εργασία του ρομπότ. Ένα σύστημα που ονομάζεται ρομποτομορφικοί υπολογισμοί, λαμβάνει υπόψη τη φυσική δομή του ρομπότ, προσφέροντας μια βελτιστοποιημένη αρχιτεκτονική υλικού.
Τα σύγχρονα ρομπότ μπορούν να κινηθούν γρήγορα. «Οι κινητήρες είναι γρήγοροι και ισχυροί», λέει η Sabrina Neumann, επικεφαλής ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Ωστόσο, σε περίπλοκες καταστάσεις, όπως όταν αλληλεπιδρούν με ανθρώπους, τα ρομπότ είναι συχνά αργά. «Ο απαγχονισμός είναι αυτό που συμβαίνει στο κεφάλι ενός ρομπότ. Η αντίληψη των ερεθισμάτων και ο υπολογισμός μιας απόκρισης απαιτεί «πολλούς υπολογισμούς», που περιορίζει τον χρόνο αντίδρασης, προσθέτει.
Ο Neumann βρήκε έναν τρόπο να αντιμετωπίσει αυτή την ασυμφωνία μεταξύ του «μυαλού» και του σώματος του ρομπότ. Αυτή η μέθοδος, που ονομάζεται robotomorphic computing, χρησιμοποιεί τη φυσική σχεδίαση του ρομπότ και τις προβλεπόμενες εφαρμογές για να δημιουργήσει ένα εξειδικευμένο τσιπ υπολογιστή που ελαχιστοποιεί τον χρόνο απόκρισης του ρομπότ.
Σύμφωνα με τον Neuman, υπάρχουν τρία κύρια στάδια στην εργασία ενός ρομπότ. Το πρώτο είναι η αντίληψη, η οποία περιλαμβάνει τη συλλογή δεδομένων χρησιμοποιώντας αισθητήρες ή κάμερες. Το δεύτερο είναι η αντανάκλαση και ο εντοπισμός: «Με βάση αυτά που έχουν δει, πρέπει να φτιάξουν έναν χάρτη του κόσμου γύρω τους και στη συνέχεια να εντοπιστούν σε αυτόν τον χάρτη», λέει ο Neumann. Το τρίτο βήμα είναι ο σχεδιασμός και ο έλεγχος της κίνησης, με άλλα λόγια, η οικοδόμηση ενός σχεδίου δράσης.
Αυτά τα βήματα μπορεί να απαιτούν χρόνο και τεράστια υπολογιστική ισχύ. «Προκειμένου τα ρομπότ να αναπτυχθούν στο πεδίο και να λειτουργήσουν με ασφάλεια σε δυναμικά περιβάλλοντα γύρω από τους ανθρώπους, πρέπει να μπορούν να σκέφτονται και να αντιδρούν πολύ γρήγορα», λέει ο Brian Plancher, συν-συγγραφέας της μελέτης.
Η Neumann προσθέτει ότι οι ερευνητές μελετούν καλύτερους αλγόριθμους, αλλά πιστεύει ότι οι βελτιώσεις λογισμικού από μόνες τους δεν είναι η απάντηση. "Αυτό που είναι σχετικά νέο εδώ είναι η ιδέα ότι μπορείτε επίσης να μάθετε πιο προηγμένο εξοπλισμό." Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να προχωρήσουμε πέρα από το τυπικό τσιπ επεξεργαστή που περιλαμβάνει τον εγκέφαλο του ρομπότ, χρησιμοποιώντας επιτάχυνση υλικού. Η επιτάχυνση υλικού αναφέρεται στη χρήση μιας εξειδικευμένης μονάδας υλικού για την αποτελεσματικότερη εκτέλεση ορισμένων υπολογιστικών εργασιών.
Ο Plancher βλέπει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών για ρομποτομορφικούς υπολογιστές. «Ιδανικά, μπορούμε τελικά να κατασκευάσουμε ένα μεμονωμένο τσιπ σχεδιασμού κίνησης για κάθε ρομπότ που θα τους επιτρέψει να υπολογίζουν γρήγορα ασφαλείς και αποτελεσματικούς συνδυασμούς κίνησης», λέει. «Δεν θα εκπλαγώ αν, σε 20 χρόνια, κάθε ρομπότ έχει μερικά εξειδικευμένα τσιπ υπολογιστών, και αυτό θα μπορούσε να είναι ένα από αυτά». Ο Neumann προσθέτει ότι οι ροβομορφικοί υπολογιστές μπορούν να απαλλάξουν τους ανθρώπους από τον κίνδυνο σε διάφορα περιβάλλοντα, όπως η φροντίδα ασθενών με COVID-19 ή ο χειρισμός βαρέων αντικειμένων.
Διαβάστε επίσης: