Drukowanie płynnym metalem
- Szczegóły
- Super User
Do drukarek 3D zdążyliśmy się już przyzwyczaić. Jednak ich możliwości są ogromne. Od pewnego czasu buduje się drukarki do wydruku elementów metalowych ze sproszkowanych metali. Możliwe jest też drukowanie ciekłym metalem w temperaturze pokojowej, co można obejrzeć na poniższym filmie:
Naukowcy z amerykańskiego Uniwersytetu Purdue opracowali metodę tworzenia elektroniki ze stopów płynnych metali przy użyciu drukarek. Dzięki temu będzie można produkować ją masowo.
Półprzewodniki wykonane z tzw. płynnych metali mogą się wyginać i rozciągać bez uszkodzenia. Staną się one podstawą m.in. inteligentnych ubrań i elastycznych robotów. - Te ostatnie sprawdzą się chociażby w zastosowaniach ratowniczych, gdzie urządzenie musi się przeciskać przez wąskie szczeliny - mówi Rebecca Kramer, profesor inżynierii mechanicznej z Uniwersytetu Purdue. - Potrzebowaliśmy jednak metody pozwalającej wytwarzać taką elektronikę na skalę przemysłową. Temu właśnie poświęciliśmy swoją pracę - dodaje.
Jej zespół badał możliwość wykorzystania w tym celu drukarek. - Działających na tej samej zasadzie, co zwykła drukarka atramentowa, która za pomocą dyszy mogłaby nanieść układ elektroniczny na dowolną powierzchnię np. na tkaninę - opowiada prof. Kramer. Niestety stopy galu i indu w swojej naturalnej postaci nie nadają się do roli "atramentu", jaki można umieścić w nabojach.
- Rozwiązaliśmy ten problem, rozbijając stop na nanocząstki, które są w stanie przecisnąć się przez dyszę drukarki - twierdzi prof. Kramer. Naukowcom udało się to dzięki umieszczeniu stopów w etanolu i rozbiciu ich ultradźwiękami. - Po nadrukowaniu etanol szybko odparowuje, a na powierzchni pozostaje czysty stop pokryty cienką warstwą utlenionego galu - wyjaśnia badaczka. Po usunięciu tej warstwy, np. przez lekkie ściskanie za pomocą prasy, układ uzyskuje właściwości przewodzące.
- Obecnie zajmujemy się dopracowaniem naszej technologii. Chcemy sprawdzić, jak nasz "atrament" będzie się zachowywał na powierzchniach wykonanych z różnych materiałów, i przedstawić propozycje konkretnych urządzeń, które można dzięki niemu wykonać - opowiada prof. Kramer.
Szczegóły swojej metody naukowcy przedstawili w pracy, która zostanie opublikowana 18 kwietnia na łamach pisma "Advanced Materials".
Walki SUMO for LEGO
- Szczegóły
- Super User
Przełom marca i kwietnia ubiegł pod znakiem wyciągania wniosków po zawodach SUMO for LEGO, jakie odbyły się podczas VII edycji Robotic Tournament w Rybniku. Po określeniu podstawowych cech, jakimi powinien charakteryzować się robot do walk SUMO, pojawiło się kilka rozbieżnych koncepcji. Nie pozostało nic innego, jak tylko przetestować je w praktyce. Z tego powodu uczestnicy zajęć podzielili się na dwu i trzyosobowe zespoły i rozpoczęli budowę robotów według własnych pomysłów. Następnie zaprogramowali je i przystąpili do walk sparingowych. Jak zwykle okazało się, że nie ma uniwersalnego robota wygrywającego każdą walką, aczkolwiek uwidoczniły się pewne cechy, które zostaną uwzględnione przy budowie robotów do VIII edycji Robotic Tournament.
Współpraca z BOTLANDEM!
- Szczegóły
- Super User
Dzięki ogromnemu zaangażowaniu członka KOŁA MECHATRONIKI ? Piotra Bryły, udało się nawiązać współpracę z firmą BOTLAND z Kępna, która prowadzi bardzo popularny sklep internetowy http://botland.com.pl/ z podzespołami i narzędziami dla elektroników i robotyków. Współpraca nie ogranicza się tylko do wymiany odnośników na stronach WWW. BOTLAND aktywnie prowadzi program partnerski dla kół naukowych i organizacji studenckich, chcąc wspierać rozwój robotyki i powiązanych z nią dziedzin w naszym kraju. Stąd dla wybranych organizacji studenckich i uczniowskich indywidualnie ustala zniżki na zakup towarów w swoim sklepie. Wśród 63 kół naukowych i instytucji z całej Polski współpracujących z BOTLANDEM jest od kwietnia także nasze KOŁO MECHATRONIKI!
Mamy pierwszego świadomego robota
- Szczegóły
- Super User
Rok temu naukowcy z niemieckiego Uniwersytetu Bielefeld zbudowali Hektora - wzorowanego na patyczakach robota, który umiał się poruszać w trudnym terenie. Teraz poszli krok dalej i dali mu samoświadomość.
- Trafniej jednak mówić, że Hektor samoświadomość uzyskał sam - twierdzi pracujący przy projekcie prof. Holk Cruse. - Między filozofami, psychologami i psychiatrami od lat trwa spór. Jedna grupa twierdzi, że świadomość to cecha wyłącznie ludzka. Druga uważa, że na przestrzeni ewolucji rozwijała się stopniowo, dlatego organizmy na różnym poziomie rozwoju uzyskiwały różne poziomy świadomości - wyjaśnia naukowiec. Eksperyment z Hektorem ma ten spór rozstrzygnąć.
- Zaczęliśmy od konstrukcji owada - maszyny zdolnej odwzorować procesy decyzyjne, sposób poruszania się i działanie systemu nerwowego patyczaka. Potem wzbogacaliśmy urządzenie, nadbudowując kolejne poziomy komplikacji - opowiada Cruse. - Wstępnie przyjęliśmy, że rację w sporze o świadomość mają zwolennicy teorii ewolucyjnej. To była nasza teza. Nie zmierzaliśmy więc bezpośrednio do zaprojektowania i "instalacji" świadomości w Hektorze. Na pewnym etapie ona powinna pojawić się sama jako efekt uboczny rosnącej złożoności całego systemu. Naszym zdaniem pojawiła się - dodaje.
Ciało
Podstawowym układem Hektora jest Walknet, sztuczna sieć neuronowa umożliwiająca mu poruszanie się. Jej zadanie polega na koordynacji sześciu mechanicznych odnóży. Robi to jednak w nietypowy sposób. - Standardowe podejście obejmowałoby analizę ruchu prawdziwego patyczaka, a następnie stworzenie cyfrowej symulacji. Postanowiliśmy rozwiązać problem inaczej - mówi prof. Cruse.
Walknet składa się z sześciu podsieci. Każda z dużą dozą autonomii zarządza ruchem jednego odnóża. - Czujniki wykrywają, kiedy dane odnóże ma kontakt z gruntem, a kiedy jest przesuwane do innej pozycji - tłumaczy naukowiec. Cała szóstka porozumiewa się ze sobą w ograniczonym zakresie. - Dzięki temu każda z sieci ma informację o pozycji pozostałych. Kiedy maszynie udaje się przemieszczać, ustawienie sieci jest zapisywane w tzw. pamięci proceduralnej - twierdzi. - Uzyskaliśmy dzięki temu dużą elastyczność. Robot może przemierzać nawet trudny teren, chodzić po rozsypanym na podłożu żwirze etc. - dodaje. Jego zdaniem takie rozwiązanie dało jeszcze jeden ciekawy rezultat.
- Mamy w zespole biologów. Wiemy, jak poruszają się patyczaki. Zauważyliśmy, że Hektor po krótkim czasie zaczął chodzić dokładnie tak jak one. Nie trzeba było przedstawiać mu żadnego gotowego wzoru. Sam znalazł najbardziej optymalny sposób korzystania z sześciu odnóży. Okazało się, że był to ten sam, na który w drodze ewolucji wpadła natura - opowiada prof. Cruse. Według niego Walknet jest odpowiednikiem układu motorycznego prawdziwych owadów. Działając w pojedynkę, nie pozwala jednak maszynie radzić sobie w sytuacjach niestandardowych.
Świadomość
- Nieoczekiwane przeszkody, leżące na drodze pudełko czy konieczność przejścia nad dziurą lub szczeliną - precyzuje naukowiec. Dlatego Hektora wyposażono w coś, co zdaniem badaczy może służyć za zaczątek świadomości.
- Kiedy maszyna napotyka nowy problem, Walknet jest odłączany od rzeczywistych odnóży i zaczyna działać na poziomie cyfrowego modelu ciała robota. Hektor potrafi więc zatrzymać się w bezruchu i zastanowić przez chwilę - twierdzi prof. Cruse. Symulacja obejmuje różne nietypowe reakcje. Uwzględnia też prosty model fizyki, dzięki czemu można ustalić np., gdzie znajdzie się środek ciężkości urządzenia. W ten sposób, wyobrażając sobie wchodzenie na pudełko, Hektor wie, że będzie musiał, dla podparcia, przesunąć do tyłu jedno z odnóży, by nie upaść. Sieć neuronowa wyższego rzędu wybiera najbardziej optymalne rozwiązanie i przekazuje je do realizacji. Wtedy Walknet ponownie zostaje podłączony do rzeczywistego systemu motorycznego i wykonuje zadanie.
- Dzięki wprowadzeniu modelu udało nam się dać Hektorowi zdolność pewnego rodzaju autorefleksji. Robot potrafi wyobrażać sobie siebie w różnych hipotetycznych sytuacjach - opowiada prof. Cruse.
- Druga sprawa to tzw. pamięć globalna. Testując poszczególne rozwiązania w ramach symulacji, Hektor korzysta z całości swojego doświadczenia. Może więc twórczo stosować nabyte umiejętności w zupełnie nowych warunkach - dodaje. Jego zdaniem tu także uwidoczniło się znane z natury zjawisko. - Kiedy robot działa wyłącznie na poziomie motorycznym, wszystko przebiega szybko i sprawnie. Kiedy musi się na czymś "skupić", czasami popełnia błędy - mówi naukowiec. - Ten sam efekt zauważyliśmy u sportowców. Jeśli wykonują daną czynność odruchowo, korzystają z podstawowego systemu powiązanego bezpośrednio z ich układem motorycznym. Po latach treningów najczęściej wychodzi im to świetnie. Jednak gdy zaczynają się świadomie zastanawiać nad tym, co robią, efekt jest gorszy. Hektor działa identycznie - twierdzi.
Emocje
"Czy czujesz ból?", zapytał John Connor granego przez Arnolda Schwarzeneggera cyborga T-800 w drugiej części "Terminatora". - Odpowiedź brzmiała: "Lokalizuję obrażenia, więc można powiedzieć, że czuję ból". Film w tym miejscu zarysował problem subiektywności przeżyć wewnętrznych, z którym też musieliśmy się zmierzyć - opowiada prof. Cruse. Jak zdefiniować, czym jest odczuwanie szczęścia albo odczuwanie smutku? - Każdy może przeżywać te stany na swój sposób. Nie ma obiektywnej definicji. Da się jednak zrobić to, co filmowy terminator, czyli zdefiniować je w sposób funkcjonalny - twierdzi badacz.
Jego zdaniem szczęście można opisać jako stan pojawiający się, kiedy podejmowane przez nas działania prowadzą do założonych przez nas celów. Smutek natomiast jest czymś przeciwnym. - Funkcją szczęścia jest więc skłonienie nas do bardziej odważnych poczynań. W smutku zaś chodzi o to, byśmy zachowywali się ostrożniej, z większym namysłem - mówi prof. Cruse. Hektor ma założoną grupę elementarnych celów, takich jak krążenie po jakimś terenie w poszukiwaniu "pożywienia" (to akurat jest wyłącznie wirtualne) i powrót na odpoczynek do "gniazda" (gdzie znajduje się całkiem realna ładowarka). - Kiedy udaje mu się z powodzeniem realizować te cele, zarządzające nim sieci neuronowe są bardziej skłonne do wykorzystywania nowych, twórczych rozwiązań. Kiedy idzie mu kiepsko, sieci wybierają bardziej zachowawcze, bezpieczne strategie. Można więc powiedzieć, że Hektor miewa różne humory. Bywa wesoły lub smutny - dowodzi prof. Cruse. Co więcej, robot sam potrafi o tym opowiedzieć.
- Jeden z ostatnich dodatków do systemu to Wordnet, sieć neuronowa pozwalająca tworzyć abstrakcyjne idee i oznaczać je słowami. Jest podłączona do wszystkich pozostałych sieci, z których zbiera informacje - opowiada naukowiec. Według niego Wordnet pozwala Hektorowi się komunikować za pomocą wypowiadania pojedynczych słów, np. na pytanie: "Co robisz", odpowiada: "Chodzę". Istota tej sieci leży w tym, co robot "rozumie" pod pojęciem "chodzę". To nie jest tylko zaprogramowane słowo, przypisane do danej czynności. Pojęcie chodzenia obejmuje dane z Walknetu, informacje z przeprowadzonych cyfrowych symulacji, z czujników zamontowanych na odnóżach etc. Mówiąc o chodzeniu, Hektor "ma na myśli" całą abstrakcyjną ideę chodzenia wyprowadzoną z tego, jak tę czynność postrzega - przekonuje prof. Cruse.
Teoria umysłu
Jedną z ważniejszych umiejętności istot o wysokim poziomie świadomości jest empatia, czyli zdolność postawienia siebie w sytuacji kogoś innego. - Nazywamy to teorią umysłu. Dzieci rozwijają ją w wieku ok. czterech lat - twierdzi naukowiec. Można to sprawdzić prostym testem. Dzieciom opowiada się historyjkę o dwóch osobach. Pierwsza zostawia cukierek w pokoju na stole, po czym wychodzi. Następnie druga, pod nieobecność tej pierwszej, przekłada go do szafki. - Dziecku zadaje się pytanie, czy pierwszy bohater będzie wiedział, gdzie szukać cukierka, gdy wróci. Odpowiedź przecząca oznacza, że wykształciło ono już teorię umysłu - tłumaczy Cruse. - Chcemy, by Hektor radził sobie z tym problemem - dodaje.
Jego zespół opracował projekt sieci neuronowej, której zadaniem będzie tworzenie modeli innych robotów. - Jednostka "ego" ma odnosić się do własnego "ja". W tej roli wystąpi wykorzystany już przy symulacjach cyfrowy model. Dodamy do niego drugi, zwany "partner" - wyjaśnia badacz. "Partner" posłuży Hektorowi do wyobrażania sobie, co wie, zamierza lub zrobi druga, podobna do niego maszyna.
- Wszystkie wykorzystane w tym projekcie rozwiązania były już znane. My tylko połączyliśmy je w nowatorski sposób - mówi Cruse. - Hektor ma dla mnie wartość głównie filozoficzną. Każdy może przyjść i powiedzieć: "Wasza maszyna wcale nie jest świadoma". Świetnie. Co więc musimy jeszcze zrobić, by zaczęła taką być? Co sprawia, że my sami jesteśmy?
Cały tekst: http://wyborcza.pl/1,75400,17712460,Mamy_pierwszego_swiadomego_robota.html#ixzz3YsvXvDoO