Komputer na plecy i do dzieła! Roje karaluchów-cyborgów ruszają na pomoc
Naukowcy tworzą algorytm inspirowany grupami wycieczkowymi, wykorzystujący instynkty owadów w celu stworzenia wydajnego roju do akcji ratunkowych. Czyżby następnym razem nasze życie miały ratować karaluchy?
Kierowanie wielorobotowym systemem w trudnym terenie to niezwykle trudne zadania, wynikające z ograniczonej możliwości maszyn w zakresie unikania kolizji, dostosowywania się do nowego otoczenia i oszczędności energii. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy postanowili wypróbować nowe podejście, w którym wykorzystują integrację żywych owadów z miniaturowymi sterownikami elektronicznymi, umożliwiającą jednocześnie programowalne sterowanie i eliminację dotychczasowych ograniczeń.
Co więcej, w badaniu opublikowanym na łamach czasopisma ariXiv, zespół singapurskiego Nanyang Technological University prezentuje nowatorski algorytm sterowania dostosowany do zachowań roju. Jego zdaniem taka technologia umożliwia efektywne wykorzystanie rojów złożonych z wielu owadów-cyborgów w misjach poszukiwawczo-ratowniczych, bo owady wyposażone w zaawansowane systemy sensoryczne potrafią szybko postrzegać otoczenie, skutecznie wykrywać przeszkody i unikać ich.
Roje cybernetycznych karaluchów
I podczas gdy poprzednie badania koncentrowały się na sterowaniu jednym karaluchem-cyborgiem, w nowym badaniu naukowcy eksplorowali temat systemu wieloagentowego, w tym odporność na błędy i rozproszone rozwiązywanie problemów, wykorzystując do tego karaczany madagaskarskie. Przeprowadzili szereg eksperymentów, podczas których te dorastające do 7,5 cm owady były wyposażone w "plecaki", umożliwiające zdalne sterowanie za pośrednictwem centralnego komputera.
Plecaki te przekazywały polecenia za pośrednictwem elektrod umieszczonych obok narządów zmysłów karaluchów, kierując je w określonych kierunkach. I jak się okazało, w połączeniu z unikatowym algorytmem sterowania, efektywna nawigacja roju jest możliwa. Aby wykazać, że eksperymenty były powtarzalne, przeprowadzono dziesięć prób na piaszczystym polu o wymiarach 3,5 na 3,5 m ze wzgórzami i skałami.
W kupie siła!
Naukowcy przekonują też, że chociaż w eksperymentach wykorzystywano scentralizowane dane, przyszłe iteracje mogą obejmować zaawansowane systemy pozycjonowania, takie jak mikro-nanoinercyjne jednostki pomiarowe i technologię RFID.
Ich zdaniem pozwoli to zapewnić dokładność na poziomie centymetra i korekcję błędów, zwiększając praktyczną wykonalność strategii sterowania. Zespół widzi więc w tym systemie potencjał w zakresie wspomagania działań poszukiwawczo-ratowniczych po klęskach żywiołowych lub gromadzenia odczytów środowiskowych na większym obszarze.
Skuteczność algorytmu wykazano w drodze eksperymentalnej walidacji, podczas której rój cyborgów pomyślnie przedostał się przez nieznane piaszczyste pole z przeszkodami i wzgórzami
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
