論文の概要: Scale invariant robot behavior with fractals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.04876v1
- Date: Mon, 8 Mar 2021 16:27:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-03-11 00:31:45.528568
- Title: Scale invariant robot behavior with fractals
- Title（参考訳）: フラクタルを用いたスケール不変ロボット挙動
- Authors: Sam Kriegman, Amir Mohammadi Nasab, Douglas Blackiston, Hannah Steele,
Michael Levin, Rebecca Kramer-Bottiglio, Josh Bongard
- Abstract要約: 自然界における自己相似構造は、しばしば異なるスケールで自己相似行動を示す。
小型で望ましい動作を示すロボット設計があり、同じ設計をより高いスケールで実現するために、そのロボットのコピーが一緒に取り付けられている場合、それらの大きなロボットは同様の行動を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.593222804814135
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Robots deployed at orders of magnitude different size scales, and that retain
the same desired behavior at any of those scales, would greatly expand the
environments in which the robots could operate. However it is currently not
known whether such robots exist, and, if they do, how to design them. Since
self similar structures in nature often exhibit self similar behavior at
different scales, we hypothesize that there may exist robot designs that have
the same property. Here we demonstrate that this is indeed the case for some,
but not all, modular soft robots: there are robot designs that exhibit a
desired behavior at a small size scale, and if copies of that robot are
attached together to realize the same design at higher scales, those larger
robots exhibit similar behavior. We show how to find such designs in simulation
using an evolutionary algorithm. Further, when fractal attachment is not
assumed and attachment geometries must thus be evolved along with the design of
the base robot unit, scale invariant behavior is not achieved, demonstrating
that structural self similarity, when combined with appropriate designs, is a
useful path to realizing scale invariant robot behavior. We validate our
findings by demonstrating successful transferal of self similar structure and
behavior to pneumatically-controlled soft robots. Finally, we show that biobots
can spontaneously exhibit self similar attachment geometries, thereby
suggesting that self similar behavior via self similar structure may be
realizable across a wide range of robot platforms in future.
- Abstract（参考訳）: ロボットは、大きさの異なるスケールの順序で展開され、それらのスケールのいずれかで同じ望ましい動作を維持することで、ロボットが動作できる環境を大幅に拡張します。
しかし、現在そのようなロボットが存在するのか、もし存在すればどのように設計するかは分かっていない。
自然の自己類似構造は、しばしば異なるスケールで自己類似の挙動を示すため、同じ性質を持つロボット設計が存在する可能性があると仮定する。
小型で望ましい動作を示すロボット設計と、同じ設計を高いスケールで実現するためにそのロボットのコピーが一緒に取り付けられている場合、それらの大きなロボットは同様の行動を示す。
進化的アルゴリズムを用いてシミュレーションでそのような設計を見つける方法を示す。
また、フラクタルアタッチメントを想定せず、ベースロボットユニットの設計とともにアタッチメント形状を進化させなければならず、スケール不変の挙動は達成されず、適切な設計と組み合わせると構造的自己類似性がスケール不変のロボット動作を実現する有用な道であることを示す。
本研究では,空気圧制御型ソフトロボットへの自己類似構造と挙動の伝達に成功していることを実証した。
最後に, バイオボットが自発的に自己類似のアタッチメントジオメトリを提示できることを示し, 今後, 多様なロボットプラットフォームにおいて自己類似構造による自己類似行動が実現可能になることを示唆する。
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