Инженеры показали, что рой дронов, связанных в цепочку, могут выполнять удивительно сложные задачи без датчиков или центрального управления. Исследование опубликовано в Science Advances.
Инженеры из Сеульского национального университета и Гарвардского университета предложили альтернативную модель для управления роем дронов — группы устройств, которые выполняют одну задачу. Вместо множества датчиков и алгоритмов ИИ ученые предложили простое решение: связать роботов физически в гибкие цепи, чтобы заставить их действовать синхронно.
Робот, состоящий из связанных в цепь независимых элементов. Фото: Seoul National University College of Engineering
Исследователи организовали роботов в V-образные цепи, в которых движение каждого звена определяется исключительно механическими ограничениями. Каждый робот следует простым физическим правилам, которые определяют, как он движется или вращается в цепи. Изменяя геометрию звеньев, система может перестраиваться и переориентироваться, легко адаптируясь к различным задачам или средам.
Исследователи продемонстрировали в экспериментах, что реалистичное, скоординированное поведение возникло с первых движений. Просто изменяя конфигурацию связей, роботы могут синхронно двигаться вперед, останавливаться, поворачиваться или быстро менять направление движения.
Демонстрация коллективного движения связанных между собой роботов. Видео: Kyungmin Son et al., Science Advances
Они не просто мобильны, они удивительно проворны. Связанные роботы могут протискиваться через узкие щели, образовывать физические барьеры для блокирования входов и даже окружать и транспортировать объекты. Несколько роботов также могут работать вместе, чтобы выполнять задачи, слишком сложные для каждого из них.
Ученые разработали вычислительную модель, которая рассчитывает, как различные конструкции цепей и количество частиц влияют на движение. Это открывает новые возможности для недорогой, энергоэффективной робототехники в ликвидации последствий стихийных бедствий, логистике на пересеченной местности, мониторинге окружающей среды и т. д.
