Что такое кривизна и как она сможет направлять целые армии из машин?
Ученые предложили новый подход к управлению роботами, которые могут способствовать развитию роя интеллекта — отрасли искусственного интеллекта, вдохновленного поведением птиц, рыбы и пчел. Такая координация может сыграть важную роль в спасательных миссиях, мониторинг стихийных бедствий и других областей, где требуется быстрое и согласованное взаимодействие без централизованного контроля.
В природе эти механизмы показали замечательную эффективность и стабильность. Птицы собирают стада, чтобы найти еду, рыбы расположены в группах, чтобы убежать от хищников, а пчелы образуют рои, когда они умножают свои колонии. Воспроизведение этой самоорганизации в робототехнике было невозможно в течение долгого времени: искусственные рои оставались слишком инертными, чтобы действовать свободно. Согласно Университету Радбода Матана Яха Бена Сиона, одной из основных проблем является отсутствие децентрализованного механизма управления, который может объединить автономные роботы в одну систему.
Новое исследование предложило простую геометрическую модель, которая работает по новому принципу. Ученые вводят параметр, называемый кривизны — внутреннее свойство, которое заставляет робота изменять свою траекторию под влиянием внешней силы. Каждому устройству присваивается положительное или отрицательное значение такого величины, и это определяет, будет ли оно привлечено его соседями или, наоборот, отталкивается. В результате группа способна организовывать в роях, ручьях или кластерах без внешнего контроляПо словам Стефано Мартини из Нью -Йоркского университета, именно кривизна определяет форму коллективного поведения и позволяет ему контролировать на уровне элементарных правил.
Эксперименты показывают, что новая схема работает не только при взаимодействии парами, но и в масштабе до тысяч роботов. И принцип может быть встроен непосредственно в механическую конструкцию устройства, а не запрограммировать сложные алгоритмы. Это открывает возможность перенести задачу управления роями программного обеспечения в области материальной науки и инженерного дизайна.
Перспективы подачи заявления впечатляют. Геометрические правила с параметром кривизны могут использоваться в промышленных или логистических роботах, а также в микробных препаратах, предназначенных для доставки лекарств в организм. Простота реализации делает этот подход подходящим для реализации в физических системах без необходимости мощных вычислительных ресурсов.
Разработка Roe Robotics Иди в быстром темпе. В апреле H2 Clipper получил патент на использование роботов в аэрокосмическом производстве, а группа инженеров из Пенсильвании предложила децентрализованную стратегию, в которой миниатюрные машины расположены в сложных структурах, отвечая только на их непосредственную среду. Новый параметр — кривизна продолжает эту линию мышления и еще раз обрисовывает в общих чертах создание роев, которые сравнимы по гибкости и стабильности с естественными роями.
