Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda w USA opracowali ławice robotycznych ryb, które potrafią koordynować swoje ruchy bez żadnej zewnętrznej kontroli.
Mają nadzieję, że przełom umożliwi rozwój podwodnych „rojów” miniaturowych robotów wyposażonych do wykonywania zadań związanych z monitorowaniem środowiska, szczególnie w wrażliwych środowiskach, takich jak rafy koralowe. Twierdzą również, że ich „Blueboty” umożliwiają lepsze zrozumienie zachowań ławic ryb.
Przeczytaj także: Ryba, która smakuje nogami, głową i brodą
Ławice ryb wykorzystują złożone, zsynchronizowane zachowania, aby pomóc im znaleźć pożywienie, migrować i unikać drapieżników – twierdzi zespół, ale nie polegają na sygnałach od przywódców ani na komunikowaniu się między sobą. Zamiast tego każda ryba podejmuje własne decyzje na podstawie tego, co widzi, robią jej sąsiedzi.
Naukowcy zastosowali tę zasadę w robotyce po raz pierwszy, jak twierdzą, i w laboratorium profesora Radhiki Nagpala stworzyli coś, co nazywają „Blueswarm” złożonym z pojedynczych Bluebotów.
„Roboty są często wdrażane w obszarach niedostępnych lub niebezpiecznych dla ludzi; obszary, w których interwencja człowieka może być w ogóle niemożliwa” – mówi pierwszy autor badania Florian Berlinger z Harvard John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) oraz Wyss Institute for Biologicznie Inspired Engineering.
„W takich sytuacjach posiadanie wysoce autonomicznego i samowystarczalnego roju robotów naprawdę przynosi korzyści. Korzystając z ukrytych reguł i percepcji wizualnej 3D, byliśmy w stanie stworzyć system charakteryzujący się dużą autonomią i elastycznością pod wodą, gdzie takie elementy jak GPS i Wi-Fi nie są dostępne”.
System koordynacji opiera się na niebieskich diodach LED. Każdy Bluebot ma dwie kamery i trzy takie światła. Kamery wykrywają diody LED pobliskich Bluebotów i wykorzystują algorytm do określenia ich odległości, kierunku i kursu.
„Jeśli chcemy, aby roboty się agregowały, każdy Bluebot obliczy położenie każdego ze swoich sąsiadów i przesunie się w stronę środka” – powiedział Berlinger. „Jeśli chcemy, aby roboty się rozproszyły, Blueboty robią odwrotnie. Jeśli chcemy, aby pływały po okręgu niczym szkoła, zaprogramowano je, aby podążały za światłami znajdującymi się bezpośrednio przed nimi, zgodnie z ruchem wskazówek zegara”.
Naukowcy byli także w stanie symulować prostą misję poszukiwawczą.
Korzystając z algorytmu rozproszenia, Blueboty rozproszyły się po zbiorniku, aż jeden z nich zbliżył się na tyle blisko czerwonego światła, aby je wykryć. To spowodowało, że diody LED zaczęły migać, co z kolei uruchomiło algorytm agregacji w pozostałych Bluebotach, tak że wszystkie zgromadziły się wokół robota sygnalizacyjnego.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science Robotics.
