|
Få din Trinity Audio spelaren redo... |
Forskare vid Harvard har utvecklat en flotta av robotmyror som härmar det självorganiserande beteendet hos sociala insekter för att bygga och demontera strukturer utan ritningar eller centralt ledarskap.
Dessa robotmyror, kallade ”RAnts”, har designats av forskare från John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).
Det här är enkla, decentraliserade robotar som spontant kan organisera sig för att bygga – och lika lätt förstöra – komplexa strukturer.
Istället för kemiska feromoner använder dessa robotar ljusfält (fotormoner) för att kommunicera.
”Vår nya studie visar hur enkla, lokala regler kan leda till uppkomsten av komplexa uppgifter som är självorganiserade och därmed robusta och anpassningsbara”, säger professor L. Mahadevan, Lola England de Valpine-professor i tillämpad matematik, organismisk och evolutionär biologi samt fysik vid SEAS och FAS.
”Vi introducerar också konceptet med kroppslig intelligens, där kollektiv kognition inte enbart uppstår från individuella agenter, utan från deras kontinuerliga interaktion med en föränderlig miljö”, säger Mahadevan. lagt till.
Digitala feromoner
myror bevisa att man inte behöver en stor hjärna för att bli en bra byggare. Allt som behövs är ett bra team. Utan ritningar eller handledare konstruerar dessa små varelser några av naturens mest komplexa livsmiljöer.
Och nu tar experter efter detta. Under senare år har AI-utvecklingen fokuserat på snabbare chips och större digitala hjärnor.
Men professor L. Mahadevan och hans team sökte sig vidare, särskilt efter blottad intelligens.
I den här modellen är de smarta systemen inte placerade inuti robotens hårdvara. Snarare uppstår intelligensen ur interaktionen mellan roboten och dess omgivning.
Denna studie visar att decentraliserade agenter kan uppnå komplexa mål genom att följa minimala fysiska regler och reagera på miljömässiga signaler.
I det vilda kommunicerar myror via feromoner — kemiska brödsmulor som signalerar var man ska gå eller var man ska gräva. För att återskapa detta använde Harvard-teamet fotormoner.
Med hjälp av ett biologiskt koncept som kallas stigmergi, där individer reagerar på miljöförändringar som andra gör, skapade teamet "RAnts" som kommunicerar genom ljusfält som kallas fotormoner.
Dessa digitala signaler fungerar som en ersättning för naturliga feromoner, vilket gör att robotarna kan koordinera sina handlingar genom att känna av och modifiera sin omgivning i en kontinuerlig återkopplingsslinga.
Olika användningsområden
Genom att följa enkla gradienter i ett "fotormon"-ljusfält skapar dessa robotar en återkopplingsslinga som koordinerar hela svärm.
Dessa fungerar utifrån bara några få grundläggande regler, som att spåra signaler, transportera block och placera dem vid specifika tröskelvärden.
Systemets skönhet ligger i dess enkelhet. Intressant nog kan svärmen byta roller direkt genom att justera bara två parametrar: intensiteten i ljusföljningsbeteendet och inställningen för att släppa eller plocka upp block.
Ena minuten är robotarna ett byggarbetslag, och nästa ett rivningsteam.
Denna utveckling erbjuder en ny modell för autonom robotik, vilket bevisar att sofistikerade, storskaliga uppgifter kan hanteras genom enkla, självorganiserande interaktioner.
Det antyder att kollektiv intelligens inte bara finns i robotarnas hjärnor, utan uppstår ur den ständiga interaktionen mellan agenterna och deras föränderliga miljö.
Dessa fynd banar väg för en mängd olika tillämpningar, allt från autonom konstruktion i farliga zoner och planetutforskning till skapandet av avancerade experimentella modeller för att analysera djurs beteende.
Studiens resultat beskrivs i tidskriften PRX Life.
