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Pesquisadores de Harvard desenvolveram uma frota de formigas robóticas que imitam o comportamento auto-organizado de insetos sociais para construir e desmontar estruturas sem projetos ou liderança central.
Apelidadas de “RAnts”, essas formigas robóticas foram projetadas por pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson (SEAS).
São robôs simples e descentralizados que podem se organizar espontaneamente para construir — e com a mesma facilidade destruir — estruturas complexas.
Em vez de feromônios químicos, esses robôs usam campos de luz (fotormônios) para se comunicar.
“Nosso novo estudo mostra como regras locais simples podem levar ao surgimento da conclusão de tarefas complexas que são auto-organizadas e, portanto, robustas e adaptáveis”, disse o Professor L. Mahadevan, Professor Lola England de Valpine de Matemática Aplicada, Biologia Organísmica e Evolutiva e Física na SEAS e FAS.
“Introduzimos também o conceito de inteligência excorporificada, onde a cognição coletiva surge não apenas de agentes individuais, mas de sua interação contínua com um ambiente em constante evolução”, disse Mahadevan. adicionado.
Feromônios digitais
formigas Prove que você não precisa de um gênio para ser um ótimo construtor. Tudo o que é necessário é uma ótima equipe. Sem plantas ou supervisores, essas pequenas criaturas constroem alguns dos habitats mais complexos da natureza.
E agora, os especialistas estão seguindo essa tendência. Nos últimos anos, o desenvolvimento da IA tem se concentrado em chips mais rápidos e cérebros digitais maiores.
Mas o professor L. Mahadevan e sua equipe buscaram outras alternativas, particularmente na inteligência extracorporificada.
Nesse modelo, os sistemas inteligentes não estão localizados dentro do hardware do robô. Em vez disso, a inteligência emerge da interação entre o robô e o ambiente ao seu redor.
Este estudo demonstra que agentes descentralizados podem atingir objetivos complexos seguindo regras físicas mínimas e respondendo a sinais ambientais.
Na natureza, as formigas se comunicam através de Feromônios — migalhas químicas que indicam por onde andar ou onde cavar. Para replicar isso, a equipe de Harvard usou fotormônios.
Utilizando um conceito biológico chamado estigmergia, no qual os indivíduos respondem a mudanças ambientais feitas por outros, a equipe criou os "RAnts", que se comunicam por meio de campos de luz conhecidos como fotormônios.
Esses sinais digitais atuam como um substituto para os feromônios naturais, permitindo que os robôs coordenem suas ações, percebendo e modificando o ambiente ao seu redor em um ciclo de feedback contínuo.
Uso diversificado
Seguindo gradientes simples em um campo de luz "fotormônio", esses robôs criam um circuito de feedback que coordena todo o processo. enxame.
Esses sistemas operam com base em algumas regras básicas, como rastrear sinais, transportar blocos e depositá-los em limites específicos.
A beleza do sistema reside na sua simplicidade. Curiosamente, o enxame pode trocar de função instantaneamente ajustando apenas dois parâmetros: a intensidade do comportamento de seguir a luz e a configuração para soltar ou pegar blocos.
Num instante, os robôs são uma equipe de construção e, no instante seguinte, uma equipe de demolição.
Este desenvolvimento oferece um novo modelo para a condução autônoma. robótica, comprovando que tarefas sofisticadas e de grande escala podem ser gerenciadas por meio de interações simples e auto-organizáveis.
Isso sugere que a inteligência coletiva não está apenas no cérebro dos robôs, mas surge da interação constante entre os agentes e seu ambiente em constante evolução.
Essas descobertas abrem caminho para diversas aplicações, que vão desde a construção autônoma em zonas de risco e a exploração planetária até a criação de modelos experimentais avançados para a análise do comportamento animal.
Os resultados do estudo foram detalhados na revista. PRX Life.
