Этот случай — далеко не первый в истории робототехники, когда инженеры вдохновлялись творениями природы, чтобы создать механическое устройство, имитирующее навыки того или иного живого существа. И даже не первый случай, когда роботы проявляют повышенную эффективность работы, когда выполняют задания целыми колониями. Однако инженеры не перестают перенимать умения у природы и на этот раз представили новое изобретение – свору роботов, которые выполняют задачи как муравьи.
Источником вдохновения стала колония этих способных насекомых, которые могут передвигать тяжёлые предметы и строить очень сложные конструкции — словом, выполнять вместе такие задачи, с которыми один муравей никогда бы не справился.
Саймон Гарнье (Simon Garnier) и его коллеги (SwarmLab@NJIT) из Технологического института Нью-Джерси решили научить роботов коллективно определять кратчайший путь к нужному объекту. Насекомые делают это, ориентируясь на запах феромонов, который оставили впереди идущие товарищи.
Роботы были мало похожи на насекомых (каждый аппарат представляет собой небольшой куб, оснащённый двумя двигателями и колёсиками), да и в качестве следа они оставляли вовсе не химические вещества. Однако, как и муравьи, они могли действовать группой.
«Вообще-то по отдельности они туповаты даже для роботов, — рассказывает Гарнье, — У них ограниченный объём памяти и ограниченная мощность. Но вместе они способны удивить».
Так, роботы изначально были запрограммированы всего лишь двигаться к цели и объезжать препятствия. Вместе они могут определить кратчайший путь к цели и двигаться по нему. Вместо феромонов роботы-муравьи оставляют за собой световую дорожку, которая становится ярче с числом прошедших по ней устройств (интенсивность света регулирует компьютер, а проектор выводит её на поверхность).
У каждого робота на верхней грани кубического «тела» находятся два детектора света. Если больше света попадает на правый детектор, они поворачивают направо, а если на левый — то налево. Звучит достаточно просто, но для машины это настоящее достижение.
Для того чтобы зафиксировать это умение, исследователи установили камеру напротив небольшого лабиринта, который предстояло пройти механическим «муравьям». Кратчайший путь от входа до выхода светился ярче всего. Это значит, что роботы определили этот путь и большинство из них пошло именно по нему.
Подробнее об исследовании рассказывает статья в журнале PLOS Computational Biology.
Также по теме: Армия из сотни килоботов научилась действовать сообща Американцы продемонстрировали манёвры роя из 20 миникоптеров Представлен робот-червь, который умеет лазать по деревьям и трубам Тараканы научат роботов быть более устойчивыми Японцы учат листообразного робота покорять любой ландшафт Робота-амфибию научили бегать, ползать и плавать