VIDEO: Robotski rojevi inspirirani mravima

Kad je riječ o timskom radu, svi bismo mogli nešto naučiti od mrava. Ove relativno jednostavne životinje s malim mozgom poznate su po svojoj sposobnosti da kolektivno grade masivne, složene, klimatski kontrolirane strukture, unatoč tome što nemaju arhitekta, nacrt, kao ni nadzornika gradilišta.

Istraživači s Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) i Fakulteta umjetnosti i znanosti, koji su dugo fascinirani fizičkim fenomenima koji orkestriraju izvanredno složene prirodne procese, razvili su flotu kooperativnih robota koji se, vrlo slično mravima, mogu spontano organizirati za izgradnju i rastavljanje struktura, a upravljani su samo okolišnim znakovima i minimalnim fizičkim pravilima.

Njihova studija, objavljena u časopisu PRX Life, pokazuje kako decentralizirani roj agenata, bilo robota ili insekata, može koordinirano obavljati zadatke bez centralne kontrole, nudeći uvid u biološke sustave i buduće autonomne robotske sustave.

Studiju vodi profesor L. Mahadevan , čiji laboratorij već dugi niz godina proučava zajednice društvenih insekata, a prethodno je pokazao da mogu oponašati mrave u vještini iskapanja pomoću robota.

„Naša nova studija pokazuje kako jednostavna, lokalna pravila mogu dovesti do pojave samoorganizirajućeg, a time i robusnog i prilagodljivog dovršetka složenih zadataka“, rekao je Mahadevan. „Također uvodimo koncept 'izložene inteligencije', gdje kolektivna spoznaja ne proizlazi isključivo iz pojedinačnih agenata, već iz njihove kontinuirane interakcije s okolinom koja se razvija.“

Svaki robot osjeća gradijente polja i ostavlja signale dok se kreće, stvarajući povratnu spregu između robota i njihove okoline, što omogućuje koordinaciju unutar roja, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Agenti djeluju koristeći samo nekoliko pravila: prate gradijente u tzv "fotormonskom" signalu; preuzimaju i transportiraju gradivne blokove kao odgovor na te znakove; i odlažu materijale kada se dosegnu pragovi signala.

Ipak, ova jednostavna pravila pokreću sofisticirana ponašanja. Roboti se spontano grupiraju i formiraju mjesta gdje stvaraju strukture. Ta mjesta nastaju mehanizmom u kojem roboti postaju privremeno ograničeni signalima koje generiraju. Kako se sve više robota konvergira na ta mjesta, gradnja se ubrzava, proizvodeći organizirane agregate građevinskog materijala.

Istraživači su otkrili da se ponašanje roja može prilagoditi podešavanjem dva ključna parametra: snage suradnje, odnosno koliko snažno roboti prate gradijent signala; i brzine taloženja, odnosno polažu li ili uklanjaju materijal.

Promjenom ovih parametara, istraživači su pokazali da njihov roj može prelaziti između izgradnje novih struktura i demontaže postojećih.