Армия из сотни килоботов научилась действовать сообща

Гарвардские специалисты разработали крошечных роботов, килоботов, которые действуют сообща. На создание одного экземпляра стоимостью всего $14 уходит около пяти минут

Гарвардские специалисты разработали крошечных роботов, килоботов, которые действуют сообща. На создание одного экземпляра стоимостью всего $14 уходит около пяти минут
(фото Harvard SSR Lab).

На фото килоботы заняты перемещением крупного объекта в форме буквы "Н"

На фото килоботы заняты перемещением крупного объекта в форме буквы "Н"
(фото Harvard SSR Lab).

Вид килобота сбоку и снизу: (A) вибрирующие двигатели, (B) батарея, (C) жёсткие ножки, (D) инфракрасный приёмопередатчик, (E) светодиод, (F) усик для подзарядки, (G) датчик внешнего света

Вид килобота сбоку и снизу: (A) вибрирующие двигатели, (B) батарея, (C) жёсткие ножки, (D) инфракрасный приёмопередатчик, (E) светодиод, (F) усик для подзарядки, (G) датчик внешнего света
(фото Harvard SSR Lab).

Для управления килоботами необходим контроллер (A), контрольная станция (B), сами роботы (С) и станция подзарядки (D)

Для управления килоботами необходим контроллер (A), контрольная станция (B), сами роботы (С) и станция подзарядки (D)
(фото Harvard SSR Lab).

Гарвардские специалисты разработали крошечных роботов, килоботов, которые действуют сообща. На создание одного экземпляра стоимостью всего $14 уходит около пяти минут
На фото килоботы заняты перемещением крупного объекта в форме буквы "Н"
Вид килобота сбоку и снизу: (A) вибрирующие двигатели, (B) батарея, (C) жёсткие ножки, (D) инфракрасный приёмопередатчик, (E) светодиод, (F) усик для подзарядки, (G) датчик внешнего света
Для управления килоботами необходим контроллер (A), контрольная станция (B), сами роботы (С) и станция подзарядки (D)

Размышляя о роботах, мы не часто задумываемся о возможности их приобретения, поскольку заранее уверены, что роботы – дорогое удовольствие. Однако некоторые задачи может решать не одна большая, умная и сложная машина, а десяток маленьких, но способных действовать согласованно.

Впрочем, здесь возникает другая проблема — сложно заставить работать сообща десятки, сотни и уж тем более тысячи автономных роботов, которые априори не могут нести на себе слишком много вычислительной аппаратуры. Из-за трудоёмкости и непомерной стоимости подобные эксперименты ранее были возможны лишь в компьютерном моделировании.

Мы как-то рассказывали о том, как учёным из США удалось заставить маневрировать сообща группу из 20 миниатюрных роботов-вертолётов. Недавно специалисты из Группы по исследованию самоорганизующихся систем (Self-Organizing Systems Research Group) Гарвардского университета сообщили об организации совместного сложного движения группы из 100 микророботов.

Майкл Рубенштейн (Michael Rubenstein), Кристиан Ахлер (Christian Ahler) и Радхика Нагпал (Radhika Nagpal) разработали и наладили производство крошечных "роящихся" роботов, которых они называют килоботами (kilobots). На создание одного экземпляра стоимостью всего $14 у специалистов уходит около пяти минут.

Каждый килобот размером около трёх сантиметров питается от литиевого аккумулятора на 3,4 вольта, что обеспечивает три часа бесперебойной работы устройства. Передвигается килобот вправо, влево и вперёд, вибрируя на трёх жёстких ножках, оснащённых двумя двигателями.

В нижней части каждого устройства установлен широкоугольный инфракрасный приёмопередатчик, который посылает световой луч вниз на гладкую поверхность, по которой робот движется. При этом луч отражается, и его принимают ближайшие соседи, находящиеся в радиусе 10 сантиметров. Описанный выше принцип работы и бортовые микроконтроллеры позволяют килоботам действовать сообща.

Управление всем коллективом осуществляется с помощью контрольной станции, расположенной над экспериментальной поверхностью с килоботами.

В 2011 году учёные продемонстрировали, как коллективно передвигаются 29 килоботов. В одном из экспериментов роботы действовали как муравьи в поисках пищи.

В другой демонстрации килоботы повторяли действия за "лидером", образуя своеобразный маленький вибрирующий паровозик.

Теперь разработчики опубликовали видео новых экспериментов, в которых принимают участие уже 100 роботов. На сегодняшний день килоботы способны, перемещаясь в одном направлении, смешиваться. Ещё несколько лет назад подобное передвижение "толпы" роботов осуществлялось лишь в компьютерных (виртуальных) экспериментах.
Килоботы также были запрограммированы для движения на свет, для чего каждый робот был оснащён соответствующим датчиком.

Ещё один видеоролик (ниже) демонстрирует перемещение килоботов, которые ограничены разнообразными жёсткими формами. Таким образом исследователи решили наглядно продемонстрировать, что рой роботов может передвигать большие объекты. Причём система работает, даже когда необходимо заставить всю форму двигаться.
Разумеется, пока ещё рано говорить о том, что любой желающий сможет приобрести себе коллективчик килоботов для выполнения тех или иных работ. Однако гарвардские специалисты уже получили лицензию на технологию изготовления роботов − K-Team — и готовы производить целые армии килоботов для организаций, планирующих собственные исследования с ними.

Также по теме:
Летающих нанороботов научили играть музыку
Летающие роботы-шпионы заглянут в каждый дом
Американцы продемонстрировали манёвры роя из 20 миникоптеров
Физики превратили пузырьки воздуха в микророботов
Роботов из бумаги сделали силачами при помощи воздуха
Китайские инженеры научили микроробота прыгать, отталкиваясь от воды
На МКС прошло соревнование роботов