Группировка из тысячи роботов научилась выстраиваться в сложные фигуры

Группа по исследованию самоорганизующихся систем при Гарвардском университете добилась четкого взаимодействия между 1024 «килоботами» — миниатюрными роботами диаметром около трех сантиметров. Килоботы смогли выстроиться в различные двухмерные фигуры без помощи человека.

Роботы питаются от литиевых аккумуляторов на 3,4 вольта, самостоятельно заряжая их на станции питания. Они передвигаются на трех жестких ножках и оснащены парой вибромоторов. За коммуникацию отвечает инфракрасный приемопередатчик: сигнал посылается на пол, отражается и распознается ближайшими соседями. Килоботами в Гарварде занимаются уже четыре года, постепенно совершенствуя их алгоритм: раньше к совместным действиям были способны лишь несколько десятков, самое большее — сотня роботов.

Вдохновившись роевым интеллектом пчел и муравьев, Майкл Рубенстайн (Michael Rubinstein) и его коллеги изначально включили в алгоритм килоботов четыре типа поведения: локализация, расчет расстояния от исходной точки, выстраивание по краю группы и образование градиента. Обратив внимание на то, что килоботы с трудом обходят препятствия и спотыкаются о «тела» своих сломанных товарищей, ученые добавили в алгоритм возможности слежения за соседями. Теперь роботы могут получать от соседей информацию о препятствиях, которые им самим не видны, и самостоятельно ликвидировать заторы.

Сейчас, несмотря на отдельные ошибки, тысячный корпус килоботов без промедления выстраивается в любые фигуры, заданные человеком — будь то морская звезда или буква «К». Четыре килобота указывают на исходную точку сборки, а остальные машины получают двухмерное изображение нужной фигуры и начинают двигаться.

Хотя в будущем такие армии миниатюрных роботов планируется бросать на ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций, пока их будут применять в качестве испытательного полигона для алгоритмов искусственного интеллекта.

Описание конструкции, технические характеристики и программное обеспечение, использованное в работе килоботов, выложено в открытом доступе на сайте группы.