Блог Олега Сарычева

Ранее мы уже писали об интересном направлении в робототехнике: самоорганизация множества (“роя”) мини или микророботов. Зачем это нужно? Роботы предназначены не только для развлечений, но и для выполнения какой-либо работы. Говоря языком ТРИЗ (Теории решения изобретательских задач), они являются “инструментом” для осуществления требуемого полезного действия (“обработки”) на “изделие”. И тот же ТРИЗ учит, что “инструмент” может работать эффективней, если его “раздробить”, т.е., перейти от одного инструмента к множеству меньших по размеру инструментов, которые сообща выполняют нужную работу. Этот принцип “дробления” инструмента пытаются использовать и в робототехнике. Наглядный пример тому – самоорганизующийся “рой” из маленьких одинаковых роботов, которые имеют название “Килоботс” (Kilobots). Дословно – это “тысяча роботов”.

Пара роботов “Килоботс” представляют собой довольно простые небольшие и дешёвые роботы, которые могут передвигаться на вибрирующих “ногах”, мигать своими огнями и общаться друг с другом. Один Килобот не разработан, чтобы работать индивидуально. Минимальной работоспособностью обладает бисистема, т.е. пара роботов. Но, в действии, бисистема из двух роботов выглядит не особенно впечатляюще.

Другое дело, когда роботов десятки, сотни, а лучше тысяча.

Когда в 2011 г. робототехники сконструировали первых Килоботов, они заставили их взаимодействовать друг с другом только 25 шт. В 2013 г. уже взаимодействовали друг с другом 100 шт. Теперь исследователи построили уже 1000. Это - целый килограмм, поскольку масса одного робота всего лишь 1 грамм.

Исследователи (Майкл Рубинштейн, Алехандро Корнехо и профессор Рэдхика Нэгпэл) из Гарвардского университета описывают их “рой” из тысячи (реально из 1024) роботов в работе, опубликованной в журнале “Science”. Несмотря на их “угрожающее” имя (KILL-O-BOTS!), эти маленькие “парни” безопасны. Каждый робот является маленьким, дешевым устройством (14$), которое может двигаться, за счёт вибрации своих “ног” и общаться с другими роботами при помощи инфракрасных передатчиков и приемников.

Для выполнения полезных действий роем роботов важны две ключевые вещи. Первое: роботов должно быть много, не менее одной тысячи! Второе: в робототехнике “роя” нужно использовать особое программное обеспечение и инфраструктуру, чтобы управлять огромным числом роботов. С тысячей роботов задачи, которые тривиальны с несколькими роботами, невероятно усложняются. Представьте себе, как вручную подключить 1000 роботов к их зарядным устройствам?

Для своих Kilobots исследователи решают эту проблему, “прослаивая” роботов между двумя металлическими листами и пропуская между листами электрический ток (принцип объединения одинаковых операций). Также можно быстро программировать, посылая роботам инфракрасные сигналы. И можно делать эти операции (зарядка и программирование) для всех роботов сразу. Даже если размер “роя” увеличится, требуемое время остается почти тем же самым.