Муравьи подсказали ученым как научить роботов строить без центра управления
Команда ученых создала роботов RAnts — «робомуравьев». Вместо химических сигналов они используют световые поля, которые ученые назвали «фотормонами».
Источник: Новости науки. Иллюстрация подготовлена с помощью трансформера.
МОСКВА, 29 апреля /Новости науки/. Ученые из Гарварда создали группу простых роботов, которые могут вместе строить и разбирать конструкции без общего плана и команды сверху. Идею исследователи взяли у муравьев, которые возводят сложные сооружения, хотя у них нет ни чертежей, ни руководителя работ. Результаты опубликованы в журнале PRX Life.
В природе муравьи и термиты часто координируют работу через среду. Они оставляют химические сигналы, а другие насекомые реагируют на них. Такой принцип называют стигмергией. Он позволяет колонии действовать как единое целое, хотя каждый участник выполняет только простые действия.
Команда ученых создала роботов RAnts — «робомуравьев». Вместо химических сигналов они используют световые поля, которые ученые назвали «фотормонами». Роботы видят направление светового сигнала, движутся по нему, переносят строительные блоки и оставляют новые сигналы для других машин.
Главная особенность системы в том, что у роботов нет центрального управляющего компьютера. Каждый из них следует нескольким простым правилам. Но вместе они начинают собираться в группы, формировать точки роста будущей конструкции и постепенно строить упорядоченные структуры.
Исследователи показали, что поведение роя можно менять всего двумя параметрами. Первый — сила кооперации, то есть насколько активно роботы следуют сигналу. Второй — скорость откладывания материала, то есть как часто они добавляют или убирают блоки. Если изменить эти параметры, один и тот же рой может перейти от строительства к разборке уже существующей конструкции.
Ученые также создали математическую модель, которая описывает, как вместе меняются плотность роботов, сигналы связи и сама среда. Это важно, потому что роботы не просто действуют в готовом пространстве, а постоянно меняют его своими действиями.
Авторы называют такой подход «внетелесным интеллектом». Смысл в том, что «разумное» поведение возникает не внутри одного робота, а в связке между множеством простых участников и средой, которую они вместе меняют.
Такие рои в будущем могут пригодиться там, где человеку работать опасно или трудно. Например, при автономном строительстве, разборе завалов, исследовании других планет и изучении поведения животных. Главное преимущество системы — простота: даже если часть роботов выйдет из строя, остальные смогут продолжить работу.
В природе муравьи и термиты часто координируют работу через среду. Они оставляют химические сигналы, а другие насекомые реагируют на них. Такой принцип называют стигмергией. Он позволяет колонии действовать как единое целое, хотя каждый участник выполняет только простые действия.
Команда ученых создала роботов RAnts — «робомуравьев». Вместо химических сигналов они используют световые поля, которые ученые назвали «фотормонами». Роботы видят направление светового сигнала, движутся по нему, переносят строительные блоки и оставляют новые сигналы для других машин.
Главная особенность системы в том, что у роботов нет центрального управляющего компьютера. Каждый из них следует нескольким простым правилам. Но вместе они начинают собираться в группы, формировать точки роста будущей конструкции и постепенно строить упорядоченные структуры.
Исследователи показали, что поведение роя можно менять всего двумя параметрами. Первый — сила кооперации, то есть насколько активно роботы следуют сигналу. Второй — скорость откладывания материала, то есть как часто они добавляют или убирают блоки. Если изменить эти параметры, один и тот же рой может перейти от строительства к разборке уже существующей конструкции.
Ученые также создали математическую модель, которая описывает, как вместе меняются плотность роботов, сигналы связи и сама среда. Это важно, потому что роботы не просто действуют в готовом пространстве, а постоянно меняют его своими действиями.
Авторы называют такой подход «внетелесным интеллектом». Смысл в том, что «разумное» поведение возникает не внутри одного робота, а в связке между множеством простых участников и средой, которую они вместе меняют.
Такие рои в будущем могут пригодиться там, где человеку работать опасно или трудно. Например, при автономном строительстве, разборе завалов, исследовании других планет и изучении поведения животных. Главное преимущество системы — простота: даже если часть роботов выйдет из строя, остальные смогут продолжить работу.
