«Стая» роботов демонстрирует способность самоорганизации

Подобно стае птиц в полете или миллионам клеток, составляющим организм, тысяча (1024) небольших роботов, разработанных специалистами Гарвардского университета, демонстрируют как индивидуальное поведение, подчиняющееся нескольким простым правилам, трансформируется в сложные коллективные эффекты.

Проект самоорганизующегося «роя» роботов Kilobot представлен в выпуске Science за 15 августа.

Каждый отдельный робот имеет габариты всего в несколько сантиметров, перемещается на трех жестких стержнеобразных ногах под действием двух вибромоторов. Для управления, обмена информацией между соседними роботами и измерения расстояния между ними служит ИК-интерфейс.

Столь упрощенная конструкция снижает себестоимость роботов, но также делает их поведение менее контролируемым. Им сложно двигаться по прямой линии, а точность определения дистанции значительно варьируется от робота к роботу.

В масштабе всей группы интеллектуальный алгоритм позволяет преодолеть такие индивидуальные ограничения и гарантирует (в физическом и математическом смыслах) выполнение роботами поставленной задачи, а конкретно, выстраивание в определенную геометрическую форму — пятиконечную звезду или букву «К».

Показательно, что устройства Kilobot справляются с поставленной задачей без необходимости дополнительного вмешательства или микроуправления. Четыре робота образуют зародыш координированной системы, все остальные получают изображение формы, которую должны принять, и подчиняясь элементарным правилам — двигаясь по приметру группы, отслеживая расстояние до центра и относительное положение — постепенно перемещаются в нужную точку.

Тем самым, по мнению Алехандро Корнехо (Alejandro Cornejo) из Гарвардской школы SEAS, они демонстрируют математическое подтверждение тому, что индивидуальные действия могут давать верный глобальный результат.

Авторы видят в Kilobot предвестника будущих распределенных роботизованных систем, таких как миллионы самоуправляемых автомобилей на дорогах. В настоящее же время это удобная платформа для тестирования алгоритмов машинного интеллекта, лишенная многих условностей, характерных для численного моделирования.

Конструкция Kilobot и программное обеспечение для него, созданные группой Нагпал в Гарварде, доступны бесплатно для некоммерческого использования. Кроме того, гарвардский Офис развития технологий лицензировал Kilobot компании K-Team, производителю небольших мобильных роботов.