محققان ارتش آمریکا تکنیکی را توسعه داده‌اند که به ربات‌ها اجازه می‌دهد تا در صورت مواجهه با قطع و وصل شدن ارتباطشان در میدان نبرد، مقاومت خود را حفظ کنند.
این تکنیک که “مانند آلفا” (α-shape) نامیده می‌شود، روشی کارآمد برای حل مشکلات احتمالی پیش آمده به منظور دستیابی به هدفی است که بین چندین رباتی که ممکن است بخواهند در یک ماموریت از یک منطقه مشخص بازدید کنند می‌باشد. این ماموریت‌ها می‌توانند شامل: جستجو و نجات بدون سرنشین، شناسایی رباتیک، نظارت بر محیط و تشخیص رباتیک پدیده‌های فیزیکی مانند شناسایی تشعشعات و بررسی‌های لازم در زیر آب و شناسایی گونه‌های جانداران باشد.
محققان “توسعه توانایی‌های رزمی ارتش ایالات متحده” معروف به DEVCOM، آزمایشگاه تحقیقات ارتش و دانشگاه نبراسکا، گروه علوم رایانه اوماها با یکدیگر همکاری نمودند که نتیجه آن به صورت مقاله در روزنامه ScienceDirect و در قسمت ربات‌ها و سیستم‌های مستقل و خودمختار (Robots and Autonomous Systems) منتشر شد.
دکتر بردلی ووسلی (Dr. Bradley Woosley) که یک محقق ارتشی است، گفت: «باید این اطمینان حاصل شود که ربات‌هایی که به صورت تیمی کار می‌کنند نباید فعالیت تکراری انجام دهند. هنگامی که ربات‌ها می‌توانند با یکدیگر در ارتباط باشند، تکنیک‌های بسیاری وجود دارد که می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد تا فعالیت‌های تکراری صورت نگیرد؛ با این حال، در شرایطی نیاز است که ربات‌ها مخفی بمانند و در این شرایط نمی‌توانند به طور گسترده ارتباط برقرار کنند، به هم ریختگی منجر به اختلال در کار رادیوها برای برقراری ارتباطات از راه دور و یا ذخیره باتری یا پهنای باند برای ارسال پیام‌های مهم‌تر می‌شود. به همین منظور نیاز است که از روشی استفاده شود که ربات‌ها برای هماهنگی با یکدیگر از کمترین ارتباطات ممکن استفاده نمایند.»
دکتر ووسلی اضافه کرد: «این هماهنگی از طریق به اشتراک گذاشتن وظیفه بعدی یک ربات با تیم انجام می‌شود و اعضای تیم منتخب این اطلاعات را به خاطر می‌سپارند و به سایر ربات‌ها (ربات‌هایی که ممکن است بخاطر قطع و وصل شدن ارتباطشان این فرآیند را از دست داده باشند) اجازه داده می‌شود تا بدون نیاز به ارتباط مستقیم با رباتی که وظیفه را انتخاب کرده است، از هر ربات دیگری این سوال را بپرسند که آیا رباتی در حال انجام این وظیفه است یا خیر.»
رباتی که وظیفه‌ای را به خاطر می‌آورد بر اساس توپولوژی شبکه ارتباطات بی‌سیم و طرح هندسی با بقیه ربات‌ها است. به هر ربات یک شکل محدود اختصاص داده می‌شود که نشان دهنده منطقه و محیطی است که در آن مکان‌های خاص می‌توانند اهداف جدید را دریافت و ذخیره کنند، که علاوه بر این امکان یک جستجوی سریع در شبکه ارتباطی را برای یافتن رباتی که می‌داند هدفی در این منطقه درخواست شده است یا خیر را ایجاد می‌کند.
ووسلی ادامه داد: «نتایج این تحقیق باعث هماهنگی بیشتر بین ربات‌ها خواهد شد در حالی که هر ربات این قدرت و اختیار را دارد که برای وظیفه بعدی خود بدون اینکه نیاز باشد با بقیه اعضای تیم هماهنگی به عمل آورد تصمیم گیری نماید. اجازه دادن به ربات‌ها برای پیشرفته تر شدن در این مسیر که (ربات‌ها چه احساسی می‌کنند) مهم‌ترین گام بعدی است زمانی که مدیریت کردن تضاد‌های پیش آمده در زمانی که دو ربات با یکدیگر به یک منطقه دریافت اطلاعات ورود و خروج می‌کنند اهمیت پیدا می‌کند.»
این تکنیک از یک تقریب هندسی به نام α استفاده می‌کند تا مناطق محیطی را گروه بندی کند؛ یک ربات می‌تواند با استفاده از ارتباطات مولتی هاپ (نوعی ارتباط در شبکه‌های رادیویی است که در آن منطقه پوشش شبکه بیشتر از دامنه رادیویی گره های منفرد است) به جای استفاده از شبکه ارتباطی عادی با ربات‌های دیگر ارتباط برقرار کند. این روش با یک الگوریتم جستجوی هوشمند روی درخت ارتباطی ربات‌ها پیاده‌سازی شده است تا تضادها را پیدا و ذخیره کند، حتی اگر ارتباط رباتی که هدفی را انتخاب نموده قبل از رسیدن به هدف خود، از شبکه درختی قطع شود.
این تیم نتایج آزمایش را بر روی ربات‌های شبیه سازی شده در چندین محیط و ربات‌های واقعی‌ای به نام Clearpath Jackal گزارش داده است.
واسلی گفت: «از نظر ما، این کار یکی از اولین تلاش‌ها برای ادغام پیش‌بینی مبتنی بر هندسه از مناطقی است که ممکن است در آنها تضاد ایجاد شود تا بتوان برای بهبود جمع‌آوری اطلاعات از چندین ربات در شرایطی که شبکه ارتباطی دچار اختلال است اقدام نمود، و این در حالی است که قطع و وصل ارتباطات بین ربات‌ها به راحتی کنترل می‌شود.»
طبق گفته ووسلی، سایر رویكردهای موجود فقط می‌توانند از ربات‌هایی كه در داخل همان شبكه ارتباطی هستند ورودی بگیرند كه این رویکردها در مقایسه با وقتی که ربات‌ها می‌توانند به محدوده ارتباطی داخل و خارج شوند، كارایی كمتری دارد.
در مقابل، وی گفت: «این تحقیق مکانیسمی را برای ربات فراهم می‌کند تا به سرعت تعارضات بالقوه بین هدف خود و هدفی را که یک ربات دیگر انتخاب کرده است پیدا کند در حالی که دیگر در شبکه ارتباطاتی قرار ندارد.»
آن‌چه این تحقیق را منحصر به فرد می‌کند شامل موارد زیر است:
• ارائه یک روش کارآمد (سریع و از طریق چند پیام) برای حل تعارضات بوجود آمده در هدف بین چندین ربات که درگیر قطع و وصل شدن ارتباطات می‌باشند و پیوستن یا ترک ربات‌هایی که با یکدیگر در ارتباط هستند.
• عملکردی خوب که می‌توان از هر ربات که در محدوده باشد کوئری گرفت. این در حالی است که می‌شود برای ارتباطات مهم‌تر در استفاده از پهنای باند رادیو صرفه جویی کرد.
• عملکردی بهتر از اینکه هر ربات کاملاً به تنهایی کار کند و با بقیه ربات‌ها در ارتباط نباشد.
ووسلی اظهار امیدواری کرد که این تحقیقات زمینه را برای سایر روش‌های “همکاری در شرایط محدودیت ارتباطاتی” فراهم خواهد کرد، مخصوصاً وقتی که ربات‌ها در مأموریتی حضور پیدا می‌کنند که نیاز به ارتباطات پنهانی دارند.
او و تیم تحقیقاتی، شامل محققان DEVCOM ARL، دکتر John Rogers و Jeffrey Twigg و دانشمند تحقیقات Naval Research Laboratory، دکتر Prithviraj Dasgupta ، به کار بر روی “همکاری بین اعضای تیم رباتیک در شرایطی که محدودیت در ارتباط وجود دارد مخصوصا در مسیری که پیش‌بینی عملکرد رباتی دیگر باعث جلوگیری از ایجاد تعارضات خواهد شد” ادامه خواهند داد.
در مقاله دیگر با نام “هوش مصنوعی در زیرساخت‌های نظامی” در مورد قراردادهای میلیون دلاری پنتاگون با 5 شرکت منتخب در زمینه مهندسی نرم‌افزار، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی (AI) صحبت کردیم.
منبع: techxplore
