Lihat serangga jika Anda ingin membuat robot AI kecil yang sebenarnya pintar

Ahli robotik dapat mempelajari satu atau dua hal dari serangga jika mereka ingin membuat mesin AI kecil yang mampu bergerak, merencanakan, dan bekerja sama satu sama lain.

Makhluk berkaki enam adalah organisme multi-seluler terbesar dan paling beragam di Bumi. Mereka telah berevolusi untuk hidup di semua jenis lingkungan dan menunjukkan berbagai jenis perilaku untuk bertahan hidup dan ada serangga yang terbang, merangkak, dan berenang.

Serangga secara mengejutkan cerdas dan hemat energi mengingat ukuran otak dan tubuh mereka yang kecil. Ini adalah ciri-ciri yang harus dimiliki robot kecil sederhana jika ingin berguna di dunia nyata, sekelompok peneliti mengemukakan dalam sebuah makalah diterbitkan di Science Robotics pada hari Rabu.

“Kami berpendapat bahwa inspirasi dari kecerdasan serangga mewakili rute alternatif penting untuk mencapai kecerdasan buatan pada robot bergerak kecil,” tulis mereka. “Jika kami berhasil memanfaatkan AI yang diilhami serangga, robot kecil akan mampu menangani tugas-tugas sulit sambil tetap berada dalam anggaran komputasi dan memori yang terbatas.” 

Ahli robotik sudah membangun bot seperti bug. Guido de Croon, penulis pertama studi dan profesor di fakultas Teknik Dirgantara di TU Delft University di Belanda, membantu mengembangkan segerombolan drone kecil dirancang untuk mendeteksi kebocoran gas pada bangunan. Di tempat lain, para peneliti di University of Washington di AS membangun robot terbang nirkabel pertama, lengkap dengan sepasang sayap, tidak lebih berat dari tusuk gigi namun mampu lepas landas dan mendarat.

Mereka mungkin tidak begitu mengesankan dibandingkan dengan mesin yang lebih besar dan lebih kompleks, tetapi ukurannya yang kecil dan elektronik sederhana membuatnya murah dan berpotensi berguna untuk aplikasi seperti pencarian dan penyelamatan, pengawasan, atau bahkan penyerbukan. Namun, tantangan signifikan tetap ada dalam membangun mesin ini, bahkan dengan kemajuan algoritme AI bermodel baru yang memiliki visi, perencanaan, dan navigasi komputer yang canggih karena kendala perangkat keras dan ukuran. 

“Banyak jaringan saraf dalam yang sedang dikembangkan di AI pada prinsipnya menarik tetapi belum dapat berjalan di robot kecil,” kata de Croon kepada kami.

“Misalnya, ada jaringan saraf yang memperkirakan gerakan visual atau mengenali objek. Komputer tertanam yang dibuat untuk menjalankan jaringan saraf dalam biasanya berat dan cukup memakan daya.” Bahkan GPU terkecil, yang dirancang untuk perangkat elektronik tertanam dan mampu menjalankan model AI ini, saat ini terlalu berat dan haus daya untuk robot terbang kecil yang harus seringan mungkin.

“Meskipun prosesor tertanam yang populer untuk jaringan yang dalam, Nvidia TX 2 memiliki berat 85 gram dan mengkonsumsi 7.5 Watt. Sejujurnya, bahkan untuk drone yang sedikit lebih besar dan lebih berat, bobot relatif dan kekuatan prosesor jaringan dalam harus turun,” tambahnya.

Ada alternatif perangkat keras yang diyakini de Croon dan rekan-rekannya menjanjikan – mikrokontroler dan chip lain untuk sistem tertanam kecil mendapatkan keuletan yang diperlukan untuk melakukan tugas ML – sementara prosesor neuromorfik yang lebih futuristik lebih cocok untuk menjalankan algoritme pembelajaran mesin secara lebih efisien. 

chip neuromorfik Intel, Loihi, misalnya, memberi daya pada model jaringan saraf spiking untuk mengontrol robot terbang. Tujuan akhirnya, bagaimanapun, tidak harus menjalankan perangkat lunak yang kompleks saat ini pada perangkat keras baru, para peneliti berpendapat. Kemajuan nyata akan datang dalam mengembangkan algoritme dan model baru yang mampu berjalan pada perangkat keras hemat energi yang tergabung dalam mesin yang dapat mereplikasi kecerdasan serangga.

“Sifat utama kecerdasan serangga adalah hematnya, yaitu cara serangga menggunakan solusi minimalis namun kuat untuk mencapai perilaku sukses di lingkungan yang kompleks, dinamis, dan terkadang bermusuhan,” menurut makalah tersebut. 

De Croon mengatakan Pendaftaran itu "penting untuk membaca studi biologi oleh ahli entomologi" untuk menemukan inspirasi. “Namun, yang menarik, ini bukan jalan satu arah: Saat mencoba merancang sistem robot untuk melakukan tugas yang dilakukan oleh serangga, kita sering mengalami masalah yang tidak selalu terlihat saat mempelajari hewan secara langsung. Ini pada gilirannya dapat mengarah pada wawasan baru dalam biologi, yang kemudian dapat dipelajari dengan bekerja sama dengan ahli entomologi, ”katanya.

Saat mencoba meniru gerakan lalat buah dalam satu percobaan, timnya mampu mempelajari mekanisme bagaimana mereka mengepakkan sayapnya selama manuver melarikan diri. 

Meniru serangga secara mekanis juga akan memajukan bidang robotika lainnya. “Kecerdasan seperti serangga juga relevan dengan banyak jenis robot lainnya, karena membawa kekokohan sambil mengambil sumber daya sesedikit mungkin,” tutupnya. ®