Roboter-Schwarm! NYC Ausstellung verwendet Bots, um Mathematik zu unterrichten

NEW YORK – Eine neue interaktive Ausstellung in New York City unterrichtet Kinder und Erwachsene gleichermaßen über die mathematische Ordnung der natürlichen Welt auf unkonventionelle Art und Weise: mit Dutzenden von Schwärmen Roboter.

Auf den ersten Blick weisen die "Roboter-Schwarm" — die öffnet Sonntag (Dez. 14) hier am Museum für Mathematik (MoMath) in New York City – gleicht eher einem futuristischen Boxring als eine Museumsausstellung. Im Wesentlichen ist es eine erhöhte Box durch dicken, metallische Seil abgesperrt. Eine Vorschau der Ausstellung drei Personen in Rucksäcke (zufällig MoMath Co-Gründer und Chefdesigner) schlängeln sich rund um den Ring durchführen, was zu Fußarbeit zu sein scheinen und den Austausch von milden smack sprechen. Aber niemand wirft keine Schläge.

Wie die Mitglieder des Trios zu bewegen, ist jeweils eine Packung kleine Roboter folgt, die direkt unter ihren Füßen wälzen. Die Roboter, die aussehen wie eine Armee von mechanischen Pfeilschwanzkrebse sind deutlich sichtbar durch die Ausstellung der transparente Boden. [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]

Die Bots Flash-Rot, grün oder gelb, je nachdem, welcher Rucksack gekleidete Menschen sie im Moment folgen. Die mechanische Armee ist im "verfolgen-Modus." Jeder Rucksack enthält einen Sensor, der den Roboter um den Speicherort des Trägers erkennen zu können. Einmal erkannt, sind die Träger schwärmten.

"In einem Schwarm ist das ganze mehr als die Summe seiner Teile. Es gibt fast keine individuelle Intelligenz, aber [die Menschen] erstellen dieser Gruppe Intelligenz wegen des Zusammenwirkens von ihrer Verhaltensweisen"Glen Whitney, MoMaths anderen Co-Gründer und Co-Direktor, sagte Reportern Mittwoch (Dez. 10) eine Vorschau der Ausstellung.

Um sicherzustellen, dass die einzelnen Roboter Verhalten Teil eines größeren Ganzen sind, behält jeder Bot Funk-Kommunikation mit einem zentralen Computer, der die fünf unterschiedliche Verhaltensweisen diktiert die Bots ausführen sollte. Bei dieser Woche Demonstration die Bots verfolgen die Menschen in den Ring, sondern im "weglaufen"-Modus, der Spieß umgedreht werden und die Roboter fliehen die Menschen in den Ring. Im "Robophobie"-Modus fliehen die Roboter miteinander, mit jeder Bot versuchen, so weit weg wie möglich von seinen Kameraden bekommen.

Alle diese Verhaltensweisen sind Beispiele dafür, was Cindy Lawrence, MoMath Co-Gründer und Ko-Geschäftsführer, emergente Verhalten genannt – ein mathematisches Konzept, das hilft zu erklären, wie einfachere, lokalen Interaktionen zu groß angelegten organisierten Verhalten führen können. Sie können dieses Konzept bei der Arbeit in der Ausstellung sehen, wo Roboter scheinen einige komplexe Plan durchführen, aber wirklich nur verfolgen eine globale Regel Lawrence sagte.

Beispielsweise wenn die Bots um Laurentius Füße schwärmen, die Regel, die sie folgen ist einfach: so nahe an den Sensor wie möglich.

In der realen Welt, viele Aufgaben von Robotern sind (oder demnächst) unterstützt durch ein Verständnis der emergente Verhalten. Das ultimative Ziel für diejenigen, die Roboter in diesem Zusammenhang zu studieren ist zu verstehen, die Beziehung zwischen den Bots einfachen, lokalen Interaktionen und ihre komplexe Gruppe Verhalten, sagte James McLurkin, Professor für Informatik an der Rice University in Texas und eines MoMath Robotiker in Residenz.

"Der Heilige Gral, einige globale Ziel zu identifizieren und dann irgendwie diese Roboter um es getan", sagte McLurkin Leben Wissenschaft. "Und du, der Mensch keinen Aktionen jedes einzelnen Roboters angeben."

McLurkin half MoMath 24 Bots, globale Ziele für die Schwarm-Roboter-Ausstellung zu bekommen, und er hat das gleiche getan mit mindestens 100 Robotern in seinem Labor am Reis. Michael Rubenstein, postdoctoral Fellow an der Harvard University hat herausgefunden, wie man 1.000 kleine Roboter zu einfachen Gruppen Aufgaben, wie bewegen, eine besondere Form bilden.

In der natürlichen Welt, Tausende von Kreaturen koordinieren komplexere Verhaltensweisen als Rubensteins Bots erfüllen – wie ein Raubtier zu vermeiden, oder bauen ein Nest. Fisch, Honigbienen, Wölfe und Gänse sind einige der vielen Tiere, die einzelnen Verhaltensweisen, die ihnen ermöglichen zeigen, mit ihren Kollegen an einem Strang ziehen, sagte Lawrence. Und es war diese Beispiele aus der natürlichen Welt, die Schwarm-Roboter inspiriert.

"Mathematische Probleme in der Schule nicht immer realistisch, Kinder fühlen," sagte Lawrence Leben Wissenschaft. "Wir wollen Kinder zu sehen, dass Mathematik eine Beziehung zur Natur hat. "Mathematik ist überall um uns herum."

Roboter-Schwarm für das Publikum geöffnet, am Sonntag (Dez. 14).

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