Насекомые не умеют мыслить, тем не менее некоторые из них способны создавать сложные структуры и проводить сложные экспедиции, связанные с поиском и добыванием корма, действуя при этом согласованно без центрального руководства. Вот почему недавно стенфордские ученые отправили муравьев на Международную космическую станцию – они хотят выяснить, как влияют условия невесомости на коллективное поведение насекомых. В Гарварде в свою очередь присматриваются к термитам, которые могут поколениями строить высоченные жилища из подручных материалов. На днях американские ученые представили миру команду роботов-строителей размером с iPad, способных работать без бригадира.
Первое, чему мы можем научиться у термитов – это коллективно строить сложные инженерные сооружения, не имея над собой начальства. Второе – мы можем делать это без обсуждения действий, просто изменять окружающую среду, – говорит ведущий исследователь Радхика Нагпал из Гарвардского университета (США).
Роботы, которых окрестили TERMES (в честь своих биологических братьев), способны создавать любые структуры из однородных вспененных строительных блоков. Однажды такие машины будут применены для возведения дамб из мешков с песком на время наводнений, а также строительства колоний на других планетах, пишет ресурс GigaOM.
Каждый робот является независимой рабочей единицей. Он знает, как должен выглядеть конечный продукт, но не знает, чем занимаются его «коллеги». Вместо этого он сравнивает то, что есть, с тем, что должно быть, и продолжает работу, слепо полагаясь на специальные алгоритмы, которые подсказывают ему, куда поставить следующий кирпичик. TERMES постоянно мониторят ситуацию на стройплощадке. Например, робот подбирает выпавшие стройматериалы и кладет их на место. Если вдруг случится так, что место одного робота займет другой, то первый уступит ему дорогу и продолжит работу в другом месте. Еще одним преимуществом TERMES является простая масштабируемость системы. Работать может как один, так и 50 роботов.
Чтобы получить максимально надежную и упрощенную систему, роботы и строительные блоки проектировались вместе. Это не только помогает повысить стабильность системы, но также значительно снизить нагрузку на вычислительное устройство. Наша задача – не только уменьшить количество мелких ошибок, но также обнаружить их и исправить до того, как они разрушат всю систему, – рассказывает соавтор разработки Кирстин Питерсен.
Роботы используют всего четыре датчика – это снижает затраты на их производство. Еще они способны подниматься на высоту одного кирпичика, что позволяет использовать строительные материалы в качестве лестницы при возведении очень высоких сооружений.
Команда, в которую вошли исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (Harvard School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) и Института биоинженерии Висса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering), потратила на разработку таких роботов четыре года. В прошлом те же ученые создали «килоботов», по своему поведению очень похожих на TERMES.
