Потърсете насекоми, ако искате да създадете малки интелигентни AI роботи • Регистърът

Роботиците биха могли да научат нещо или две от насекомите, ако искат да създадат малки AI машини, способни да се движат, планират и да си сътрудничат един с друг.

Шестокраките са най-големите и най-разнообразни многоклетъчни организми на Земята. Те са еволюирали, за да живеят във всякакви среди и да проявяват различни видове поведение, за да оцелеят, а има насекоми, които летят, пълзят и плуват.

Насекомите са изненадващо интелигентни и енергийно ефективни предвид размера на малките им мозъци и тела. Това са черти, които малките прости роботи трябва да притежават, за да бъдат полезни в реалния свят, посочи група изследователи в статия публикувани в Science Robotics в сряда.

„Ние твърдим, че вдъхновението от интелекта на насекомите представлява важен алтернативен път за постигане на изкуствен интелект в малки мобилни роботи“, пишат те. „Ако успеем да използваме AI, вдъхновен от насекоми, малките роботи ще могат да се справят с трудни задачи, като същевременно остават в рамките на ограничения си бюджет за изчисления и памет“.

Роботиците вече създават ботове, подобни на бъгове. Guido de Croon, първият автор на изследването и професор във Факултета по аерокосмическо инженерство на университета TU Delft в Холандия, помогна за разработването на рояк от малки дронове предназначени за откриване на течове на газ в сгради. На друго място изследователи от Вашингтонския университет в САЩ построиха първия безжичен летящ робот, пълен с чифт крила, не много по-тежки от клечка за зъби, но способни да излитат и кацат.

Те може да не са толкова впечатляващи в сравнение с по-големите, по-сложни машини, но малкият им размер и простата електроника ги правят евтини и потенциално полезни за приложения като търсене и спасяване, наблюдение или дори опрашване. Въпреки това остават значителни предизвикателства при изграждането на тези машини, дори и с напредването на новите алгоритми за изкуствен интелект, които имат усъвършенствано компютърно зрение, планиране и навигация поради ограничения на хардуера и размера.

„Много дълбоки невронни мрежи, които се разработват в AI, по принцип са интересни, но все още няма да могат да работят с малки роботи“, каза ни де Крун.

“Например, има невронни мрежи, които оценяват визуалното движение или разпознават обекти. Вградените компютри, създадени за работа на дълбоки невронни мрежи, обикновено са тежки и консумират доста енергия.” Дори и най-малките графични процесори, проектирани за вградена електроника и способни да управляват тези AI модели, в момента са твърде тежки и жадни за енергия за малки летящи роботи, които трябва да бъдат възможно най-леки.

„Докато е популярен вграден процесор за дълбоки мрежи, Nvidia TX 2 тежи 85 грама и консумира 7,5 вата. Честно казано, дори и за малко по-големи и по-тежки дронове, относителното тегло и мощността на процесорите за дълбоки мрежи трябва да намалеят“, добави той.

Съществуват хардуерни алтернативи, де Croon и колегите му смятат, че са обещаващи – микроконтролерите и други чипове за малки вградени системи придобиват необходимия ефект за изпълнение на ML задачи – докато по-футуристичните невроморфни процесори са по-подходящи за по-ефективно изпълнение на алгоритми за машинно обучение.

невроморфният чип на Intel, Лойхи, например, захранваше модел на неутрална невронна мрежа за управление на летящ робот. Крайната цел обаче не е непременно да стартирате днешния сложен софтуер на нов хардуер, твърдят изследователите. Истински напредък ще дойде в разработването на нови алгоритми и модели, способни да работят на енергийно ефективен хардуер, вграден в машини, които могат да репликират интелекта на насекомите.

„Основното свойство на интелекта на насекомите е неговата пестеливост, тоест начинът, по който насекомите използват минималистични, но стабилни решения, за да постигнат успешно поведение в сложна, динамична и понякога враждебна среда“, се казва в документа.

– каза Де Крун Регистърът беше „важно да се прочетат биологичните изследвания на ентомолозите“, за да се намери вдъхновение. „Интересно е обаче, че това не е еднопосочна улица: когато се опитваме да проектираме роботизирани системи за изпълнение на задачи, извършвани от насекоми, често се сблъскваме с проблеми, които не винаги са очевидни, когато директно изучаваме животните. Това от своя страна може да доведе до нови прозрения в биологията, които след това могат да бъдат изучавани, като се работи съвместно с ентомолози”, каза той.

Когато се опитваше да имитира движението на плодови мухи в един експеримент, неговият екип успя да проучи механизма на това как те размахват крилата си по време на маневри за бягство.

Имитирането на насекоми механично ще развие и други области на роботиката. „Подобната на насекоми интелигентност е от значение и за много други видове роботи, тъй като носи стабилност, като същевременно отнема възможно най-малко ресурси“, заключи той. ®