بازدید: ١۵٠۶

الگوریتم ابداعی برای ساخت ماسه های هوشمند

 

محققان MIT الگوریتمهای جدیدی را ابداع کرده اند که این امکان را به "ماسه های هوشمند" میدهند تا خود را به هر شکل دلخواهی درآورند.

با استفاده از این الگوریتم، ذرات از هم جدای ماسه های هوشمند می توانند به یکدیگر متصل شده و یک شکل سه بعدی را تشکیل دهند.

در هنگامی که به هرکدام از ذرات ماسه دستوراتی ارسال شده  و یا از آنها دریافت می شود، آنها بصورتی گزینشی به یکدیگر متصل می شوند تا بدین طریق شیء مورد نظر ما را شکل دهند. ذرات بی مصرف هم در پایین شکل می ریزند و در همان پایین باقی می مانند.

هنگامی که شیء مورد نظرتوسط ذرات ماسه های هوشمند ایجاد شد، ذرات ماسه های هوشمند از یکدیگر جدا شده و دوباره به وضعیت قبلی خود باز می گردند و آماده شکل دهی شکل دیگری می شوند.

محققان الگوریتمی را طراحی و ایجاد کرده اند که این امکان را به تک تک ذرات ماسه می دهد تا نقشه دیجیتالی شیء مورد نظری را که باید ایجاد کنند، ذخیره نمایند.

در نمایش فیلمی که الگوریتم مزبور را در یک حالت دو بعدی نشان می داد، مشاهده شد که ابتدا ذرات کار خود را با ارسال یک پیغام به یکدیگر شروع کردند تا بدین طریق ذراتی که در مجاورت آنها ذرات دیگری قرار ندارند، مشخص شوند و بدین وسیله فضاهای خالی در ساختار مورد نظر ایجاد شوند.

این فضای خالی شکلی را نمایش می دهد که در آن  ذرات با استفاده ازارسال پیغام و عبور آن از بین تک تک آنها متوجه می شوند که چه شکلی را باید ایجاد کنند.

هنگامی که شکل مزبور ایجاد شد، درون فضای خالی پر می شود و شیئی مورد نظر توسط ماسه های هوشمند ساخته می شود.

محققان از مکعبها یا "ریگهای هوشمند" برای آزمایش الگوریتم خود بر روی یک سیستم دو بعدی ساده استفاده کردند.

چهار جهت هر مکعب دارای خاصیت مغناطیسیelectropermanent می باشند. از این نوع مواد برای مغناطیس دار کردن یک پالس الکتریکی( و یا تخلیه خاصیت مغناطیسی آن) استفاده می شود.

آهنرباهای روی این مکعبها می توانند خاموش و روشن شوند و نیازی به یک جریان ثابت برای حفظ خاصیت مغناطیسی آنها نیست.

ریگهای مزبور نه تنها از خاصیت مغناطیسی برای اتصال به یکدیگر استفاده می کنند بلکه از آن برای برقراری ارتباط با یکدیگر و همچنین  به تقسیم انرژی بهره می برند.

هر ریگ حاوی یک میکروپروسسور است که امکان ذخیره 32 کیلوبایت دستور یا کد برنامه را در خود دارد و تنها 2 کیلوبایت حافظه کاری دارد.

Kyle Gilpin که به همراه استادش Daniela Rus در MIT  بر روی این پروژه کار کرده بیان نمود که  ریگهای رباتی و هوشمند یک شبه به ماسه های هوشمند تبدیل نمی شوند.  البته  سرانجام روزی این اتفاق رخ خواهد داد.

وی در ادامه می گوید: قبل از اینکه مدلهایی را مشاهده کنیم که قادر به شکل دهی اشکالی باشند که دقت آنها از دقت سایر متدهای مخصوص ساخت بهتر باشند ممکن است 10 سال طول بکشد ولی با این وجود پیشرفتهای محسوسی را در طی این راه مشاهده خواهیم کرد

به همین منظور مقایسه کنید که چگونه کامپیوترها در طی 50 سال گذشته به سرعت کوچک شده اند. آنچه که قبلا فضای یک اتاق را اشغال می کرد اکنون می تواند بر روی قسمتی از یک ناخن انگشت قرار گیرد. همچنین همین پیشرفتها  را بر روی سیستمهای ذرات(یا ماده) قابل برنامه ریزی نیز مشاهده خواهیم کرد.

وی افزود ایده اصلی مفهوم ماسه های هوشمند از روشی گرفته شده است که یک مجسمه ساز برای تراشیدن سنگها از آن  استفاده می کند.

همانند یک مجسمه ساز که قسمتهای اضافی را از یک تکه سنگ بزرگ می تراشد، ما نیز ریگهای اضافه را از سیستم حذف می کنیم تا شکل مورد نظر مشخص شود. در بسیاری از روشها، اگر مواد یا مصالح را حذف کنیم(یا بتراشیم) و شکل دلخواه خود را ایجاد کنیم از روشی که در آن مصالح را بر روی هم انباشته می کنیم، بسیار آسانتر خواهد بود.

محققان در ماه مه 2012 مقاله ای را در کنفرانس بین المللی IEEE که در زمینه رباتها و اتوماسیون می باشد،  ارائه می دهند که در آن الگوریتمهای مربوط به  یافته های خود را توصیف می کنند.

 

منبع

 

طراحی سایت و سئو توسط ضابط