Este robô aprendeu a resolver um labirinto usando circuitos de 'cérebro' semelhantes a mamíferos para memória

(Universidade de Tecnologia de Eindhoven)

Em vez de projetar soluções robóticas do zero, alguns de nossos avanços mais impressionantes vieram decopiando que naturezajá surgiu.

Novas pesquisas mostram como podemos estender essa abordagem às 'mentes' dos robôs, neste caso, fazendo com que um robô aprenda a melhor rota para sair de um labirinto sozinho - até mesmo mantendo uma espécie de memória de curvas específicas.

Uma equipe de engenheiros codificou um robô Lego para encontrar seu caminho através de um labirinto hexagonal: por padrão, ele virava à direita em todas as funções, até chegar a um ponto que já havia visitado anteriormente ou chegar a um beco sem saída, quando teve que começar de novo .



Fundamentalmente, o software a bordo do robô foi capaz de lembrar as voltas falsas que ele havia feito em execuções anteriores e fazer correções na próxima vez. Isto foi conseguido ajustando um circuito neuromórfico que ajuda a determinar para que lado o robô gira, de maneira semelhante que as sinapses entre os neurônios do cérebro humano fortalecem suas conexões por meio do uso repetitivo.

“Assim como uma sinapse no cérebro de um camundongo é fortalecida cada vez que dá a volta correta no labirinto de um psicólogo, nosso dispositivo é ajustado aplicando uma certa quantidade de eletricidade”. diz o engenheiro elétrico Imke Krauhausen , da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda.

“Ao ajustar a resistência no dispositivo, você altera a tensão que controla os motores. Eles, por sua vez, determinam se o robô vira para a direita ou para a esquerda.'

O robô precisou de 16 tentativas para sair do labirinto, que media dois metros quadrados.

A chave para o funcionamento correto do robô foi um polímero específico – p(g2T-TT) – usado no circuito neuromórfico do dispositivo. O material pode reter estados armazenados por um longo período de tempo, o que significa que o robô pode imprimir sua experiência no labirinto, captada por um sensório-motor , para usar como sua 'memória'.

Ao construir um circuito neuromórfico como esse, em vez de algoritmos de aprendizado baseados em software, os pesquisadores foram capazes de reduzir as demandas de energia e o tamanho do robô finalizado – essa abordagem novamente imita o cérebro, que tem uma incrível eficiência energética.

“Essa integração sensório-motora, na qual sentido e movimento se reforçam, também é como a natureza opera, então é isso que tentamos emular em nosso robô”, diz Krauhausen .

Isso se baseia pesquisa anterior de alguns membros da equipe sobre como os dispositivos eletrônicos podem ser mais biológicos em seu design e operação, ao mesmo tempo em que alcançam um alto nível de confiabilidade e eficiência. Estamos agoravendo um número crescentede desenvolvimentos neste domínio específico.

Em seguida, os cientistas querem desenvolver a quantidade de processamento que pode ser feita nos próprios dispositivos de bordo, o que exigirá mais melhorias de engenharia e grades de circuitos maiores para assumir tarefas mais complexas.

Eventualmente, sistemas como esse podem ser usados ​​de várias maneiras além de ajudar os robôs a navegar. Ao cortar a dependência do software e da nuvem, os bots podem operar de forma independente e podem até se misturar com nossos corpos.

'Devido à sua natureza orgânica, esses dispositivos inteligentes podem, em princípio, ser integrados a células nervosas reais', diz Krauhausen . — Digamos que você perdeu o braço durante uma lesão. Então você poderia usar esses dispositivos para ligar seu corpo a uma mão biônica.'

A pesquisa foi publicada em Avanços da ciência .

Sobre Nós

A Publicação De Fatos Independentes E Comprovados De Relatórios Sobre Saúde, Espaço, Natureza, Tecnologia E Meio Ambiente.