Dieser kleine Roboter lernt, im Ozean zu schwimmen und wird intelligenter
Caltech-Ingenieure haben ein winziges Roboter das in eine Handfläche passt und lernt, wie man sich ganz von selbst im Meer bewegt. Meeresstudien sind in der Kampf gegen den Klimawandel. Die Ozeane sind die am wenigsten erforschte Umwelt der Erde, und ihre Ausdehnung und Tiefen stellen eine ernsthafte Herausforderung für die Forschung dar.
So schockierend es auch sein mag, Wissenschaftler der NOAA, der National Oceanic and Atmospheric Administration, sagen, dass nur 5 % des Ozeans vollständig kartiert wurden. Drohnen werden als kostengünstige und effiziente Lösung für die Meeresforschung präsentiert, da Drohnen dorthin gehen können, wo Menschen nicht hinkommen, und wichtige Daten sammeln. Aber das Navigieren im Ozean ist schwierig, und Drohnen, die diese Aufgabe erledigen können, sind nicht billig.
Ingenieure von Caltech in Zusammenarbeit mit Harvard und der ETH Zürich einen radikalen Ansatz für die Ozeanerkundung entwickelt. Es ist ein winziger intelligenter Roboter, der nicht nur lernt, wie man im Ozean navigiert, sondern dies auch mit weniger als einem halben Volt tut. Das Team baute den Roboter in einem kleinen 3D-gedruckten Koffer zusammen. Seine Komponenten sind alle von der Stange und können für ein paar Dollar gekauft werden. Aber die Codierung im Inneren der winzigen Onboard-Systemplatine macht CARL, den kleinen Roboter, einzigartig.
Natur fördert die digitale Natur
CARL ist der erste von a Schwarm winziger Bots an diesem Tag wird die Ozeane völlig autonom navigieren und Entscheidungen darüber treffen, wohin es geht und wie man effizienter dorthin gelangt. Der kleine Roboter existierte zunächst als digitale KI-Simulation. Es wurde darauf trainiert, ein Ziel auf der anderen Seite einer wirbelnden Strömung mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Strömung selbst zu erreichen. Erstaunlicherweise fand CARL einen Weg, die Kraft der Strömung zu nutzen und erreichte sein Ziel. Nach mehreren Versuchen und Selbstlernen mit einem Prozess, der als „Verstärkung des Lernens” CARL hatte eine Erfolgsquote von 99,9 % beim Erreichen seines Ziels.
Nachdem CARL die virtuelle Simulation festgenagelt und unter Kontrolle hatte, entschieden die Caltech-Ingenieure, dass es an der Zeit sei, eine Karosserie zu bekommen, also bauten sie eine. CARL unterscheidet sich von jeder anderen Ozeandrohne. Es mag superklein und supergünstig sein, aber es hat eine Verarbeitungsgeschwindigkeit von 60 Mikrosekunden, um seine Entscheidungen zu treffen. Es schwimmt mit 6 winzigen Motoren und mit dieser kombinierten Kraft kann es nach oben, unten, links, rechts, vorwärts und rückwärts fahren oder sich um seine eigene Achse drehen. Aber es ist echtes Können ist seine KI beherrscht in der Fluiddynamik. CARL versteht nicht nur die Sprache der Meeresströmungen, sondern kann sie auch verwenden, um dorthin zu gelangen, wo sie hin muss, und CARL wird mit jedem Tauchgang intelligenter.
Die Idee, Strömungen und Fluiddynamik zu nutzen, mag für Drohnen und Technologien neu sein, aber nicht neu für die Natur. Vögel und Fischschwärme nutzen Strömungen und können sogar Energie aus Turbulenzen gewinnen. Sie verwenden diese Energie, um an Höhe zu gewinnen, abzusinken oder schwimmfähig zu bleiben, und verbrauchen wenig bis gar keine Energie. Caltech-Ingenieure glauben, dass in Zukunft ein Schwarm von CARL Roboter wird verwendet den Klimawandel studieren, die Tiefen und Ufer unserer Ozeane, vermessen Korallen und das Leben im Ozean und tragen zum wissenschaftlichen Verständnis unseres Planeten bei.
Quelle: Caltech
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