Беспилотники и коллективная работа роботов 24 сентября 2014, 10:25 24 сентября 2014, 11:25 24 сентября 2014, 12:25 24 сентября 2014, 13:25 24 сентября 2014, 14:25 24 сентября 2014, 15:25 24 сентября 2014, 16:25 24 сентября 2014, 17:25 24 сентября 2014, 18:25 24 сентября 2014, 19:25 24 сентября 2014, 20:25

Маргарита Паймакова

Миниатюрные автономные роботы подражают трудолюбивым пчёлам

Миниатюрные роботы Colias – результат совместной работы американских и китайских учёных. На создание системы автономных дронов специалистов вдохновили насекомые: пчёлы, бабочки и саранча.

Недорогие автономные микророботы, способные летать, подобно рою насекомых, получили название Colias. Этот продукт является результатом сотрудничества исследователей из университета Линкольна в США и университета Цинхуя в Китае. Работая как единая система, боты имитируют поведение роящихся пчёл.

В диаметре каждый микроробот имеет всего 4 сантиметра и может двигаться со скоростью 35 сантиметров в секунду. Со своими "сородичами" он взаимодействует при помощи шести инфракрасных датчиков, способных работать на расстоянии от 0,5 сантиметров до 2 метров.

Colias – латинское название бабочек-желтушек, однако во время работы над проектом исследовательская группа вдохновлялась не только этими насекомыми. Например, при изготовлении детектора движения учёные рассмотрели специфический нейрон саранчи, который реагирует на объекты, приближающиеся к глазам.

Система обнаружения препятствий робота составлена из трёх датчиков малой дальности и независимого процессора, который работает параллельно с остальной сенсорной системой.
По словам учёных, природа даёт необходимые подсказки к разработке роботов, способных проявлять коллективное поведение и выполнять комплексные задания.

Диаметр робота – около 4 сантиметров (фото University of Lincoln).

"Платформа должна быть в состоянии подражать роевому поведению, присущему многим насекомым, птицам и рыбам, – рассказывает один из авторов проекта Фаршад Арвин (Farshad Arvin). – Эта концепция позволяет координировать простых физических роботов для совместного решения задач".

В вопросе роевого поведения исследователи посчитали идеальной моделью поведение пчёл. С помощью алгоритма BEECLUST они сымитировали совместный полёт двадцати особей при помощи роботов Colias.

Впрочем, это далеко не первый случай, когда учёным удалось создать рой роботов. Например, в рамках проекта SMAVNET развёртывание летающих роботов, способных помочь в создании сетей связи в регионах стихийных бедствий, было основано на поведении муравьёв. Гарвардский университет также продемонстрировал, как 1024 крошечных килобота работают вместе, выстраиваясь в форме буквы К или морской звезды.

Крошечные автономные роботы копируют роевое поведение пчёл (фото University of Lincoln).

Тем не менее, все эти роботы страдают от недостатков скорости, мобильности и скорости коммуникации друг с другом и центром системы. Большинство роботов также достаточно дорогостоящи в изготовлении – высокая стоимость создания машин заставляет исследователей имитировать стаю с помощью программного, а не аппаратного обеспечения, что приводит к неточным результатам, так как внешние условия плохо моделируются.

Это и стало ключевым мотивирующим фактором для команды, создавшей Colias: маленький робот стоит всего $41 (около 1600 рублей). Это открывает двери для исследований с использованием реальных роботов даже для групп с ограниченным финансированием. Следующим шагом станет создание визуального модуля для усовершенствования зрительных механизмов.

Подробности были опубликованы в научной статье издания International Journal of Advanced Robotic Systems.