स्वार रोबोटिक्स

स्वार रोबोटिक्स एक ऐसे सिस्टम के रूप में एकाधिक रोबोटों के समन्वय के लिए एक दृष्टिकोण है जिसमें बड़ी संख्या में साधारण भौतिक रोबोट होते हैं। ऐसा माना जाता है कि एक वांछित सामूहिक व्यवहार रोबोट और पर्यावरण के साथ रोबोटों के बीच बातचीत के बीच बातचीत से उभरता है। यह दृष्टिकोण कृत्रिम झुंड बुद्धि के क्षेत्र में उभरा, साथ ही कीड़ों, चींटियों और प्रकृति में अन्य क्षेत्रों के जैविक अध्ययन, जहां झुंड व्यवहार होता है।

परिभाषा
झुंड रोबोटिक्स का शोध रोबोट, उनके भौतिक शरीर और उनके नियंत्रण व्यवहार के डिजाइन का अध्ययन करना है। यह प्रेरित है लेकिन सामाजिक कीड़े में उभरते उभरते व्यवहार से सीमित नहीं है, जिसे झुंड बुद्धि कहा जाता है। अपेक्षाकृत सरल व्यक्तिगत नियम जटिल झुंड व्यवहार का एक बड़ा सेट उत्पन्न कर सकते हैं। एक महत्वपूर्ण घटक समूह के सदस्यों के बीच संचार है जो लगातार प्रतिक्रिया की प्रणाली बनाते हैं। झुंड व्यवहार में दूसरों के साथ सहयोग में व्यक्तियों के निरंतर परिवर्तन, साथ ही पूरे समूह के व्यवहार शामिल हैं।

सामान्य रूप से वितरित रोबोट सिस्टम के विपरीत, झुंड रोबोटिक्स बड़ी संख्या में रोबोटों पर जोर देता है, और स्केलेबिलिटी को बढ़ावा देता है, उदाहरण के लिए केवल स्थानीय संचार का उपयोग करके। उदाहरण के लिए वह स्थानीय संचार वायरलेस ट्रांसमिशन सिस्टम, जैसे रेडियो फ्रीक्वेंसी या इन्फ्रारेड द्वारा हासिल किया जा सकता है।

लक्ष्य और अनुप्रयोग
स्वैच्छिक रोबोटिक्स में लघुकरण और लागत महत्वपूर्ण कारक हैं। रोबोट के बड़े समूहों के निर्माण में ये बाधाएं हैं; इसलिए व्यक्तिगत टीम के सदस्य की सादगी पर जोर दिया जाना चाहिए। यह व्यक्तिगत स्तर की बजाय झुंड-स्तर पर सार्थक व्यवहार प्राप्त करने के लिए एक झुंड-बुद्धिमान दृष्टिकोण को प्रेरित करना चाहिए।
व्यक्तिगत रोबोट स्तर पर सादगी के इस लक्ष्य पर अधिक शोध निर्देशित किया गया है। सिमुलेशन के बजाय स्वार रोबोटिक्स के शोध में वास्तविक हार्डवेयर का उपयोग करने में सक्षम होने के कारण शोधकर्ताओं को कई और मुद्दों का सामना करना पड़ सकता है और स्वार अनुसंधान के दायरे को बढ़ाया जा सकता है। इस प्रकार, स्वर्ग खुफिया अनुसंधान के लिए सरल रोबोटों का विकास क्षेत्र का एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहलू है। लक्ष्यों में स्केलेबिलिटी की अनुमति देने के लिए अलग-अलग रोबोटों की लागत को कम रखने, संसाधनों की कम मांग और अधिक बिजली / ऊर्जा कुशल बनाने के लिए प्रत्येक सदस्य को कम करना शामिल है।

ऐसी एक झुंड प्रणाली LIBOT रोबोटिक प्रणाली है जिसमें बाहरी झुंड रोबोटिक्स के लिए निर्मित कम लागत वाली रोबोट शामिल है। रोबोट वाई-फाई के माध्यम से इनडोर उपयोग के प्रावधानों के साथ भी बनाए जाते हैं, क्योंकि जीपीएस सेंसर भवनों के अंदर खराब संचार प्रदान करते हैं। ऐसा एक और प्रयास माइक्रो रोबोट (कोलिअस) है, जो कि लिंकन, ब्रिटेन विश्वविद्यालय में कंप्यूटर इंटेलिजेंस लैब में बनाया गया है। यह माइक्रो रोबोट 4 सेमी सर्कुलर चेसिस पर बनाया गया है और विभिन्न प्रकार के स्वार रोबोटिक्स अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए कम लागत वाला और खुला मंच है।

फायदे और नुकसान
सबसे अधिक उद्धृत लाभ हैं:

अधिक व्यापक कवरेज के लिए कम लागत;
एक अनावश्यकता क्षमता (यदि एक रोबोट विफलता, अवरोध, आदि के कारण विफल रहता है तो एक और रोबोट समस्या निवारण या इसे अपने कार्य में बदलने के लिए कदम उठा सकता है)।
एक बड़े क्षेत्र को कवर करने की क्षमता। डुएर्ट और अल। 2014 में उदाहरण के लिए दिखाया गया है (लैम्पेडुसा द्वीप के मामले में लागू सिमुलेशन के माध्यम से) कि समुद्र में फैले 1000 छोटे जलीय ड्रोन का झुंड 24 घंटों में 20 किमी लंबी समुद्री बैंड पर निगरानी रिपोर्ट कर सकता है;

आज तक, रोबोट के झुंड केवल अपेक्षाकृत सरल कार्य कर सकते हैं, वे अक्सर ऊर्जा की आवश्यकता से सीमित होते हैं। अधिक आम तौर पर, अंतःक्रियाशीलता की कठिनाइयों जब कोई प्रकृति और विभिन्न मूल के रोबोटों को जोड़ना चाहता है तो भी बहुत सीमित है।

गुण
अधिकांश वितरित रोबोट सिस्टम के विपरीत, झुंड रोबोटिक्स बड़ी संख्या में रोबोट 6 पर जोर देते हैं और स्केलिंग को बढ़ावा देते हैं, उदाहरण के लिए इन्फ्रारेड या वायरलेस के रूप में स्थानीय संचार का उपयोग।

इन प्रणालियों में कम से कम निम्नलिखित तीन गुण होने की उम्मीद है:

मजबूती, जो कुछ व्यक्तियों की विफलताओं और पर्यावरण में होने वाले परिवर्तनों के बावजूद काम करने के लिए झुंड की क्षमता का तात्पर्य है;
लचीलापन, जो कार्यों को अनुकूलित करने के लिए अनुकूलित समाधान का प्रस्ताव देने की क्षमता का तात्पर्य है;
“स्केलिंग”, जिसका अर्थ है कि झुंड को इसके आकार (एक निश्चित न्यूनतम आकार से) पर ध्यान दिए बिना कार्य करना चाहिए।

साहिन (2005) और डोरिगो (2013) के मुताबिक एक झुंड रोबोटिक प्रणाली में, झुंड में:

प्रत्येक रोबोट स्वायत्त है;
रोबोट आम तौर पर अपने निकटतम पड़ोसियों (सापेक्ष स्थिति) और कभी-कभी वैश्विक पर्यावरण में खुद को ढूंढने में सक्षम होते हैं, भले ही कुछ सिस्टम इस डेटा के बिना करने का प्रयास करें;
रोबोट कार्य कर सकते हैं (उदाहरण के लिए पर्यावरण को संशोधित करने के लिए, एक और रोबोट के साथ सहयोग करने के लिए);
उनके बीच रोबोटों की पहचान और संचार क्षमताओं स्थानीय (पार्श्व) और सीमित हैं;
रोबोट एक केंद्रीकृत नियंत्रण से जुड़े नहीं हैं; उनके पास उस प्रणाली का वैश्विक ज्ञान नहीं है जिसमें वे सहयोग करते हैं;
रोबोट एक दिए गए कार्य को करने के लिए सहयोग करते हैं;
उभरती हुई घटनाएं वैश्विक व्यवहार इस प्रकार प्रकट हो सकती हैं।

अनुप्रयोगों
झुंड रोबोटिक्स के लिए संभावित अनुप्रयोग कई हैं। उनमें उन कार्यों को शामिल किया गया है जो माइक्रोमैचिनरी या मानव शरीर में वितरित संवेदन कार्यों जैसे लघुकरण (नैनोरोबोटिक्स, माइक्रोबोटिक्स) की मांग करते हैं। स्वर्ग रोबोटिक्स के सबसे आशाजनक उपयोगों में से एक आपदा बचाव मिशन में है। विभिन्न आकारों के रोबोटों के स्वार को स्थानों पर भेजा जा सकता है, बचाव कार्यकर्ता इन्फ्रा-रेड सेंसर के माध्यम से जीवन की उपस्थिति का पता लगाने के लिए सुरक्षित रूप से नहीं पहुंच सकते हैं। दूसरी तरफ, झुंड रोबोटिक्स उन कार्यों के लिए अनुकूल हो सकते हैं जो सस्ते डिजाइन की मांग करते हैं, उदाहरण के लिए खनन या कृषि फोर्जिंग कार्यों।

अधिक विवादास्पद, सैन्य रोबोट के झुंड एक स्वायत्त सेना बना सकते हैं। अमेरिकी नौसेना बलों ने स्वायत्त नौकाओं के झुंड का परीक्षण किया है जो स्वयं को आक्रामक कार्रवाई कर सकते हैं और ले सकते हैं। नौकाएं मानव रहित हैं और दुश्मन जहाजों को रोकने और नष्ट करने के लिए किसी भी प्रकार की किट से फिट हो सकती हैं।

अधिकांश प्रयासों ने मशीनों के अपेक्षाकृत छोटे समूहों पर ध्यान केंद्रित किया है। हालांकि, 2014 में हार्वर्ड द्वारा 1,024 व्यक्तिगत रोबोटों का एक झुंड प्रदर्शित किया गया था, जो अब तक का सबसे बड़ा है।

माइक्रो एयर वाहनों के झुंड का उपयोग करके आवेदनों का एक और बड़ा सेट हल किया जा सकता है, जिसे आजकल व्यापक रूप से जांच भी की जाती है। प्रयोगशाला स्थितियों में सटीक गति कैप्चर सिस्टम का उपयोग करके उड़ान रोबोट के स्वार के अग्रणी अध्ययन की तुलना में, शूटिंग स्टार जैसे मौजूदा सिस्टम जीएनएसएस सिस्टम (जैसे जीपीएस) का उपयोग करके बाहरी वातावरण में सैकड़ों माइक्रो एयर वाहनों की टीमों को नियंत्रित कर सकते हैं या यहां तक ​​कि उन्हें स्थिर भी कर सकते हैं ऑनबोर्ड स्थानीयकरण प्रणाली का उपयोग जहां जीपीएस अनुपलब्ध है। सूक्ष्म हवाई वाहनों के स्वारों को पहले से ही एक कॉम्पैक्ट फलनक्स में स्वायत्त निगरानी, ​​प्लम ट्रैकिंग, और पुनर्जागरण के कार्यों में परीक्षण किया गया है। मानव रहित जमीन और हवाई वाहनों के सहकारी स्वारों पर कई काम सहकारी पर्यावरण निगरानी, ​​काफिले संरक्षण, और लक्ष्यीकरण स्थानीयकरण और ट्रैकिंग के लक्षित अनुप्रयोगों के साथ आयोजित किए गए हैं।

ड्रोन प्रदर्शित करता है
एक ड्रोन डिस्प्ले आमतौर पर कलात्मक प्रदर्शन के लिए रात में कई, हल्के ड्रोन का उपयोग करता है।

लोकप्रिय संस्कृति में
डिज्नी के बिग हीरो के एक बड़े उप-स्थान में संरचनाओं के निर्माण के लिए सूक्ष्मजीवों के झुंड का उपयोग शामिल था।

अनुसंधान
वे कई विषयों को शामिल करते हैं जिनमें शामिल हैं:

सॉफ्टवेयर और सॉफ्टवेयर वृद्धि;
खुद रोबोट में सुधार। 2010 में, लॉज़ेन (फ्लोरानो और केलर) के दो स्विस शोधकर्ताओं ने रोबोट विकसित करने के लिए डार्विनियन (अनुकूली) चयन से प्रेरणा आकर्षित करने का प्रस्ताव रखा;
3 आयामों में विकसित होने की क्षमता (हवाई ड्रोन के बेड़े के लिए हवा में, या पानी के नीचे रोबोट के झुंड के लिए पानी के नीचे), उदाहरण के लिए जल निकायों और समुद्री धाराओं की गतिशीलता के अध्ययन के लिए;
एक दूसरे के साथ या अन्य प्रकार के रोबोटों के साथ सहयोग करने की उनकी क्षमता में सुधार;
झुंड व्यवहार मूल्यांकन पर (वीडियो ट्रैकिंग एक व्यवस्थित तरीके से झुकाव व्यवहार का अध्ययन करने के लिए आवश्यक है, भले ही अन्य विधियां मौजूद हों, जैसे कि अल्ट्रासोनिक ट्रैकिंग के हालिया विकास।) डिजाइन और विश्वसनीय भविष्यवाणी के लिए उपयुक्त एक पद्धति स्थापित करने के लिए और अनुसंधान की आवश्यकता है जब केवल व्यक्तियों के लक्षण ज्ञात होते हैं तो झुकाव);
ऊपर-नीचे और नीचे-अप दृष्टिकोण के संबंधित फायदे और नुकसान की तुलना करना।