Складовою робот з простих «клітин»: аналог живого організму

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту, Колумбійського університету і ряду інших розробили цікаву систему, трохи нагадує нижчі багатоклітинні тварини. Зібрана ними конструкція не має якогось центрального керуючого пристрою, але може рухатися і обходити перешкоди.

Сергій Сисоєв

Вчені виготовили кілька десятків однакових «клітин» — невеликих роботів, здатних змінювати свій розмір, розширюючись і стискаючись. З’єднання між ними забезпечується вбудованими в обід магнітами. Чергуючи стиснення і розширення модулі можуть штовхати один одного в потрібну сторону.

Кожен модуль має циліндричне основу з батареєю, невеликим двигуном, датчик, який визначає освітленість, мікроконтролер та пристрій зв’язку, який приймає сигнали сусідів і відправляє свої ним. Зверху встановлена дитяча іграшка, яка називається «кільце Хобермана», винахідник якої є одним із співавторів дослідження. Вона складається з маленьких панелей, з’єднаних в коло, радіус якого можна збільшити або зменшити.

Датчики світла вимірюють яскравість, після чого модулі «обмінюються враженнями» і присвоюють один одному коди від 10 до 1, залежно від того, хто знаходиться ближче до джерела світла. Вони розширюються першими, трохи відсуваючи від сусідів — весь «організм» масивніше, тому залишається на місці. Потім розширюється наступний ряд і т. д. В результаті система, що не має централізованого управління, цілеспрямовано рухається до лампочки, обходячи зустрілися на шляху перепони.

Очевидно, що, якщо поставити інші датчики, модульного робота можна змусити рухатися в бік джерела звуку, підвищеної температури, солоності і т. п. Якщо ускладнити керуючу програму, то можна реалізувати більш складні варіанти «поведінки». При цьому система залишається такою ж нечутливою до втрати окремих модулів.

Автори реалізували просту схему з участю двадцяти однакових модулів. Цього достатньо, щоб перевірити принципову працездатність конструкції. Комп’ютерне моделювання систем більшого масштабу, близько 10 тисяч «клітин», показує, що при несправності 20% з них рух в потрібну сторону триває, але його швидкість знижується вдвічі.

Не так давно ми вже писали про можливі в майбутньому концепціях роботів, але модульних в тій роботі не було.

Источник