Technologia blockchain jako podstawa zabezpieczeń ławic robotów
Oczekuje się, że zainspirowana naturą koncepcja robotyki ławicy – czyli wykorzystanie wielu robotów, które wspólnie realizują zadania z zastosowaniem struktur i zachowań podobnych do tych obserwowanych w naturalnych systemach – zmieni oblicze wielu procesów, takich jak logistyka i doręczanie przesyłek do końcowego odbiorcy. Jednak cechy, dzięki którym takie roboty doskonale sprawdzą się w pewnych zastosowaniach, na przykład autonomia i zdecentralizowane sterowanie, utrudniają transfer tej technologii z uczelni do przemysłu. Jednym z problemów jest brak standardów bezpieczeństwa. Okazuje się, że blockchain – nowa technologia opracowana na potrzeby walut cyfrowych – może być skutecznym narzędziem umożliwiającym tworzenie zabezpieczonych przed ingerencją osób trzecich systemów wymiany danych. Połączenie technologii blockchain z rozproszonymi systemami robotycznymi otwiera drogę do bezpieczniejszych, autonomicznych i elastycznych systemów. Zespół finansowanego ze środków UE projektu BROS, wspierany w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, postanowił zbadać tę synergię. „Chcieliśmy ustalić, jak zabezpieczyć ławice robotów i umożliwić im podejmowanie decyzji bez scentralizowanego systemu nadzoru oraz jak wdrażać rozwiązania w rzeczywistych warunkach”, wyjaśnia Eduardo Castelló Ferrer, stypendysta programu „Maria Skłodowska-Curie”.
Warte uwagi rezultaty połączenia dwóch technologii
„Przygotowaliśmy, przeanalizowaliśmy i zaprogramowaliśmy kilka modeli i metod, które stanowiły połączenie technologii blockchain i robotyki, a w szczególności robotyki ławicy”, mówi Ferrer. Choć było to pierwsze badanie nad takim rozwiązaniem, zespołowi projektu udało się udowodnić, w teorii, użyteczność połączenia obu tych technik z punktu widzenia rozwiązywania bieżących problemów, takich jak zapewnianie bezpieczeństwa i rozproszone podejmowanie decyzji. Opracowane modele i metody zostały następnie zweryfikowane w ramach serii doświadczeń przeprowadzonych z użyciem rzeczywistych systemów robotycznych. „Doświadczenia te między innymi po raz pierwszy pokazały, że drzewo Merkle – rozwiązanie leżące u podstaw technologii blockchain – może zostać użyte do opisywania wykonywanych wspólnie przez roboty zadań bez ujawniania ogólnych informacji dotyczących samego zadania”, dodaje Ferrer. Innymi słowy, roboty mogą zweryfikować, czy pojedyncza operacja jest częścią wykonywanego wspólnie zadania, bez dostępu do informacji o celu zadania. „Z technicznego punktu widzenia oznacza to, że proces weryfikacji danych można oddzielić od samych danych”. W ramach projektu opracowano także system, w którym roboty będące częścią ławicy wykonującej wspólnie jakieś zadanie potwierdzają integralność posiadanych przez siebie danych poprzez wymianę dowodów kryptograficznych z innymi robotami. „Krótko mówiąc, doszliśmy do wniosku, że kluczowe cechy przyszłych systemów opartych na koncepcji ławicy, takie jak bezpieczeństwo, prywatność i ochrona wymiany danych, można znacznie udoskonalić, uwzględniając technologię blockchain w schematach ich działania”, mówi Ferrer.
Nowe możliwości
„Po zakończeniu projektu BROS opublikowaliśmy kilka wartościowych prac opisujących podstawowe kwestie, które można znaleźć w mojej witrynie internetowej. Zorganizowaliśmy także pierwsze publiczne wydarzenia akademickie dotyczące zastosowań technologii blockchain w robotyce”, dodaje na koniec Ferrer. Należy też wspomnieć o trzech wydarzeniach, które odbyły się jeszcze w czasie realizacji projektu: jednych warsztatach i dwóch sympozjach – ich celem było rozpowszechnianie wyników prowadzonych badań. Efektem sympozjów było powstanie społeczności akademików zainteresowanych robotyką opartą na technologii blockchain. Skupia ona między innymi badaczy, naukowców i artystów.
Słowa kluczowe
BROS, blockchain, bezpieczeństwo, robotyka ławicy, wymiana danych, systemy robotyczne, weryfikacja danych
