خب بچه‌ها، امروز میخوام یه موضوع خیلی جذاب و کم‌تر شنیده شده رو واستون توضیح بدم: شبکه‌های روباتیکی میکرو-نانو و ارتباطش با مکانیک کوانتومی! شاید اوّل اسمش پیچیده به نظر بیاد، ولی قول میدم با هم راحت و خودمونی بازش کنیم.
اصل ماجرا اینه که توی تحقیقات جدید، یه گروه از دانشمندا اومدن و یه روش نظری نو برای بررسی رفتار “swarm”های روباتیکی (یعنی جمعیت یا گله‌ای از روبات‌های خیلی کوچیک مثل میکرو یا نانو) پیشنهاد دادن. حالا swarm توی زبان روباتیک یعنی اینکه تعداد زیادی روبات کوچولو کنار هم کار کنن و مثل یه گروه رفتار کنن، انگار یه ارتش کوچیک و هوشمند داری که میتونه کارای بزرگ انجام بده.
تا قبل این، معمولاً برای تعریف هر روبات توی اون گله، جای دقیقش، فاصله‌ش تا هدف و این جور چیزها رو با عددهای رندوم و احتمالاتی نشون می‌دادن. حالا این تیم اومدن یه ایده باحال‌تر زدن و گفتن بیاید اصلاً کل سیستم رو مثل یه حالت کوانتومی (Quantum State) ببینیم. حالتی که میتونه چندین حالت رو با هم داشته باشه! مثلاً تو کوانتوم نمیشه دقیق بگی یه الکترون کجاست، فقط می‌تونی احتمال بودنش رو بگی.
حالا اینجا هم گفتن بیاید این جمعیت روبات‌ها رو با هم مثل یه وضعیت احتمال‌دار کوانتومی ببینیم و بعدش از “ماتریس چگالی” یا همون Density Matrix کمک بگیریم. یه توضیح کوچیک: ماتریس چگالی، تو فیزیک کوانتومی ابزاریه که حالت‌های مختلف و احتمالات یه سیستم رو نشون میده، خلاصه چیزی شبیه یه جدول که هر ورودی، یه احتمال یا عدد معنی‌دار درباره وضعیت کل سیستم میده.
نکته خفن این روش اینه که اندازه این ماتریس چگالی اصلاً ربطی به تعداد روبات‌ها نداره! یعنی حتی اگه یه عالمه روبات داشته باشی، این ماتریسه بزرگ‌تر نمیشه و همین باعث میشه مدل‌سازی شبکه‌های خیلی بزرگ راحت‌تر و کم‌هزینه‌تر شه.
قبل‌ترها هم یه مدل با ماتریس‌های بلوکی برای دسته‌بندی و بررسی این روبات‌ها داشتن، ولی کاری که تو این مقاله کردن، پیشرفتش همینه که کل جمعیت (Swarm) رو به صورت یه حالت ترکیبی کوانتومی (mixed quantum state) نشون دادن. این یعنی مثل اینه که کل مجموعه رو یه حالت پیچیده و ترکیبی ببینی، نه تک تک جدا جدا.
در نهایت هم نویسنده‌ها راه‌های تحقیقی زیادی برای آینده معرفی کردن و گفتن هنوز کلی سوال و موضوع برای کشف کردن هست. مثلاً اینکه بشه رفتار کل این گله ربات‌ها رو حتی بهتر با ابزار کوانتومی مدل کرد یا الگوریتم‌های کنترلی باحال‌تر براشون نوشت.
جمع‌بندی: این ایده جدید میتونه باعث بشه ما خیلی راحت‌تر رفتار و کنترل کلی شبکه‌های بزرگ روباتیکی تو مقیاس‌های ریز (میکرو و نانو) رو بفهمیم. خلاصه اگه علاقه‌مند به روباتیک، فیزیک کوانتومی یا هوش مصنوعی هستی، این مقاله میتونه کلی ایده و الهام جدید بهت بده!
منبع: +
