Микробы помогают робототехнике
...разработка исследователей из Массачусетского технологического института.
Уже многие годы разные «робостроители» ломают головы над тем, как заставить группу роботов синхронно выполнять определённую деятельность с высокой эффективностью. Обеспечение коммуникации роботов с использованием различных видов сетей наталкивалось на одну неприятную проблему: сети имеют тенденции к созданию задержек при передаче информации, что может вызвать нарушение синхронной работы группы роботов. Некоторые изобретатели предлагали запрограммировать роботов на одну и ту же программу и запускать их одновременно. Но тогда случайное нарушение работы одного из роботов, например падение, ставит вопрос о том, как же ему синхронно продолжить движения вместе с остальными.
Оригинальное решение Патрик Бечон (Patrick Bechon) и Жан-Жак Слотайн (Jean-Jacques Slotine) подсмотрели у природы. Бактерии и некоторые насекомые используют так называемый механизм «чувства кворума» (Quorum Sensing). Ещё в шестидесятых годах прошлого века было сделано открытие, что микробы, которые ранее считались крайне примитивными созданиями, умеют обмениваться информацией. Бактерии продуцируют химические субстанции — аутоиндукторы. Эти субстанции связываются с рецепторами на поверхности мембран соседних бактерий и активируют внутрибактериальные сигнальные пути, под действием которых меняется поведение бактерий. Чем больше группа, тем больше таких «связующих» молекул образовывается, что позволяет каждому члену группы знать, какое количество ему подобных здесь присутствует и какой совместной деятельностью следует заняться в конкретно данный отрезок времени.
Ученые сформировали группу танцующих роботов, каждый из которых излучает данные о том, в какой точке рабочего цикла он находится в этот момент. Центральный компьютер прослушивает данные от всех членов группы, вычисляет некоторое усреднённое значение и отправляет его в среду, которая прослушивается роботами. Зная усреднённое значение, каждый из роботов постепенно приближается к нему, замедляя или ускоряя свои движения. Таким образом, даже если робот внезапно упал, это не составляет никакой проблемы. Вставая, он запросит у группы стартовую позицию. С большой вероятностью упавший робот вступит в танец с некоторой задержкой, но, благодаря вычислению усреднённого значения, все члены группы слегка замедлят свои движения, а отстающий ускорится, пытаясь догнать группу. Постепенно их движения синхронизируются без постороннего вмешательства. Смотрите сами.
Подробнее о синхронно танцующих роботах можно почитать в недавно опубликованной статье.
Ответить с цитированием