Forskare: Utmaningen blir att programmera dem| 2008-02-24 08:16
- Computer Sweden:
Svärmande robotar
nästa gränssnitt
Av
| 
Av
| 
Forskning Miljontals små robotar som klumpar ihop sig till vad du vill - det är den amerikanske forskaren Seth Goldsteins vision av framtidens användargränssnitt. Din säng blir ditt bord som blir din chef.

Prototyperna är i dag alldeles för stora för att uppfylla Seth Goldsteins vision.
Om tio eller tjugo år ringer du inte till chefen och hör hans röst i luren. I stället uppenbarar sig en tredimensionell avbild av honom. Inte en spökbild utan en rörlig fysisk avbild. Den slår sig ner vid ditt skrivbord och ni diskuterar, ansikte mot ansikte.
Och om du vill spela datorspel? Då rör sig figurerna inte på en platt bildskärm. De springer runt i huset.
Så kan det bli enligt Seth Goldstein, professor vid Carnegie Mellon-universitetet i Pittsburgh i USA.
I fyra år har Seth Goldstein experimenterat med att bygga svärmar med smårobotar som kan bilda olika former. Målet är att bygga robotar som är små som sandkorn.
Svärmar av robotar blir, förklarar han, formskiftare – de klumpar ihop sig och bildar olika tredimensionella föremål.
– Forskningens färdväg från här och nu till dess att vi har miljontals sådana här som kan bilda en tredimensionell avbild av dig på mitt kontor kommer att bli lång och besvärlig, säger Seth Goldstein.
– Det är programmerbar materia. Vi vill att den ska byta form. Om du rör på handen på ditt kontor måste 3d-kopian också röra på handen. Det är alltså mer än en bild. Målet är att åstadkomma fysisk närvaro.
Claytronics är Seth Goldsteins ord för det. Ordet är inspirerat av claymatics – leranimationer, alltså filmer gjorda ruta för ruta med lerfigurer. Samarbetspartnern Intel använder det mer neutrala namnet dynamisk fysisk rendering.
De små robotarna kallar han för catoms och 3d-avbilderna kallar han för parios.
De prototyper han arbetar med i dag är alldeles för stora, flera centimeter i diameter. Men miniatyrisering är bara ett av problemen.
Minst lika svårt är att program-mera robotarna så att varje liten robot kan räkna ut hur den ska fogas in i helheten – ungefär som när cellerna i kroppen vet vilken uppgift de har. Så även om prototyperna är alldeles för stora räcker de för att experimentera med programmering.
Det hela hör inte hemma i en science fiction-film, enligt Seth Goldstein. Han samarbetar nära med Intel, och hans forskningsgrupp har kommit en bit på vägen när det gäller att få katomerna att hålla ihop.
Katomerna kan till och med dela på strömförsörjningen.
Man kan se varje katom som en liten robot eller dator med beräkningskapacitet, minne och förmåga att lagra och dela med sig av energi.
Varje katom är, som de ser ut nu, omringad av 24 elektromagneter. Det hänger på vilka elektromagneter som är på respektive av hur katomerna placerar sig i förhållande till varandra.
– De pratar med varandra hela tiden och går ihop eller går isär, förklarar Seth Goldstein.
– På sikt kommer vi att använda elektrostatisk energi. Den skapar vi genom att lägga på en spänning.
När kommer dessa formskiftande robotar att lämna labbet och bli en del av våra liv? Det är svårt att lägga upp en tidsplan, men Seth Goldstein tror att de finns i vardagslivet om fem till 25 år.
– Det blir en väldig förändring av hur vi gör allting, tillägger han.
– Du kommer i princip att kunna sitta i samma rum som någon som inte är där.
– 3d-avbilden kommer att hämta röst och realtidsrörelser från den fysiska personen via internet. Det är inte så långsökt – mp3 och filmer i dag är ju också kodade strängar med ettor och nollor. Men i stället för högtalare och mikrofoner kommer vi att ha claytronik.
Och som Seth Goldstein ser det kommer claytroniken att göra om telefonen på flera sätt.
Han föreslår claytroniska antenner i mobiltelefoner. För hur bra en antenn fungerar beror på dess form.
En claytronisk antenn skulle kunna byta form allt efter omgivningen eller beroende på vad för slags information den sänder och tar emot.
Ett annat exempel. Ta någon som försöker passa in ett komplett möblemang i en liten enrummare.
– I stället för att belamra lägenheten med bord, stol och säng så skapar du ett matbord när du har vänner över på middag. Spelar du poker blir det ett pokerbord. När du vill lägga dig blir det en säng.
Kruxet när det gäller programmerbar materia är mjukvaran.
– Utmaningen för forskningen är att programmera dem, säger Seth Goldstein.
– Hur får man tusentals samverkande och distribuerade processorer att fungera ihop? De här katomerna är i grund och botten datorer. Det bästa är att ha en 3d-modell av det du vill ha, så att du kan ladda ner ritningen till ett bord och sedan få claytroniken att
bygga upp det där bordet enligt en plan.
När forskarna förstår hur de ska programmera claytronik kommer de att ha nya insikter i hur man programmerar distribuerade system.
En viktig del av arbetet, enligt Seth Goldstein, är att skapa nya programspråk, algoritmer och avlusningsverktyg så att dessa väldiga system kan fungera ihop.
Fakta
Om Claytronik
Claytronics är ett experimentellt forskningsfält som försöker göra solida materiella föremål av mängder med mycket små, programstyrda robotar.
Robotarna ska klumpa ihop sig med hjälp av inbyggda elektromagneter som kan slås av och på. Objekten ska kunna röra sig – till exempel efterlikna en människa
i realtid – men de ska också kunna bilda möbler och andra föremål.
Termen claytronik anspelar på claymatics, leranimationer. Claytronik-projektet drivs av Seth Goldstein på Carnegie-Mellon-universitetet i Pittsburgh i samarbete med bland annat Intel.
Intel kallar forskningsfältet för dynamisk fysisk rendering.
Krönikan
CS dreglar över...
Mest läst just nu
Under snedstrecket
Nyheter
OBS! Denna artikel är mer än tio dygn gammal och är därför stängd för vidare debatt.