Рой крошечных роботов научили строительству без чертежей
Инженеры Пенсильванского университета представили революционную стратегию, позволяющую рою миниатюрных роботов возводить сложные объекты без единого чертежа, централизованного контроля или руководителей.
Вдохновленные слаженной работой муравьев, термитов и пчел, ученые разработали математические алгоритмы самоорганизации. В цифровых экспериментах эти роботы успешно создавали прочные, похожие на соты конструкции, действуя интуитивно и реагируя на окружение, подобно своим природным прототипам.
«Традиционное строительство требует детального плана и последовательных шагов — так работают даже 3D-принтеры. Но это хрупкий процесс: одна неполадка — и все останавливается, — объяснил соавтор проекта Джордан Рэни. — Наш подход иной: каждый робот автономен, а нужная форма возникает сама из множества простых, независимых действий».
Эта система демонстрирует удивительную гибкость и устойчивость: работа продолжается, даже если часть роботов выходит из строя. Параллельное выполнение задач, в отличие от последовательного на конвейере, открывает путь к более быстрому и надежному производству.
Ученые, в отличие от создателей нейросетей, не копировали мозг насекомых. Они сосредоточились на ключевом природном принципе: сложнейшие системы рождаются из простых, повторяющихся взаимодействий.
«Нам не нужно, чтобы роботы "понимали" общую цель. Критически важно, чтобы они следовали верным локальным правилам поведения», — подчеркнул профессор Марк Йим.
Многочисленные симуляции помогли определить идеальные параметры: алгоритмы поворотов, реакцию на препятствия, условия остановки. Интересно, что небольшой элемент случайности в действиях роботов повышал прочность конструкций, делая их менее хрупкими.
Следующий шаг команды — переход от цифровых моделей к реальным прототипам. Вместо мини-принтеров рассматриваются инновационные методы, например, электрохимическое выращивание металлических структур.
«Природа создает шедевры без генерального плана, шаг за шагом. Теперь и мы осваиваем этот вдохновляющий подход», — заключил Рэни.
Ранее ученые раскрыли генетические тайны коллективного разума муравьев.
Источник: www.gazeta.ru
