1024 minirobotist - kilobotist - koosnev sülem on võtnud õppust sipelgatelt

Väikestest, lihtsatest robotitest on kokku pandud seni maailma suurim robotisülem. Rohkem kui tuhandest robotist parv on võimeline autonoomselt moodustama keerulisi tasapinnalisi kujundeid nagu taeva- ja kirjatähed.

Harvardi ülikooli uurija Mike Rubensteini ja kolleegide arendatud süsteemi ajendiks oli sipelgate komme looduses rühmaviisiliselt tegutseda, moodustades näiteks parvesid, mis neid veel peal hoiavad, nagu ka see, kuidas rakud üheskoos elundite kuju võtavad, vahendab New Scientist.

Lihtsad robotid, mida insenerid ise nimetavad Kilobottideks, on varustatud mikrokontrollerite, infrapuna-andurite, sidesaatjate ning vibromootoritega, mis võimaldavad roboteil liikude sirgjooneliselt ja end pöörata. Tulesid vilgutades ja naaberrobotite valguse eredust mõõtes saavad robotid aimu vahemaadest iseenda ja teiste läheduses viibivate robotite vahel.

Kujundite moodustamiseks edastatakse soovitud kujundi plaan esmalt kõigile robotitele ning pannakse käsitsi paika neli seisvat robotit, mis tähistavad kujundi lähtefaasi.

Seejärel hakkavad mõned robotid asukohti muutma, kuni jõuavad kohanäitaja-robotiteni, liiguvad nende abil orienteerudes soovitud punktidesse ja peatuvad õiges kohas. Iga robot saab suhelda vaid ühe lähima naabriga. Järgmised robotid moodustavad kujundit edasi, peatudes juba oma koha leidnud robotite kõrval.

Kujundi täitmiseks tuhatkonna robotiga võib kuluda kuni 12 tundi.

Üks peamiseid takistusi arvuka sülemi konstrueerimisel on juhuslike eksituste kuhjumise tõenäosus. Näiteks suures rühmas langeb tõenäoliselt rohkem roboteid rivist välja ja jääb liikumatuks kui väikses rühmas. Probleemi vältimiseks lubab tarkvara robotitel endale kujundi piires vabalt asukohta valida. Nii saavutatakse takistusi hõlmav paindlik täituvus. Pealeselle võivad robotid teisi roboteid tõugata, mis võib küll nende positsioneerimiskoordinaadid hetkeks paigast lüüa, kuid sidepidamine naaberrobotitega aitab neil jälle kiiresti ümber orienteeruda.

Ehkki robotisülem saab hakkama väga mitmesuguste kujunditega, tekitavad auklikud, nt sõõrikukujulised kujundid neile raskusi. “See on kasutatava algoritmi kõrvalnäht,” nentis Rubenstein.

Rubensteini töörühm soovib järgmiseks süsteemi üldist kiirust tõsta, pannes robotid liikuma hulgakaupa, mitte ükshaaval, ning võimaldada roboteil end ka naabrite külge kinnitada ja sel moel jäigemaid struktuure moodustada.

Samuti kavatsetakse täiustada rikete kõrvaldamise meetmeid. “Immuunsüsteem hõlmab spetsiaalseid rakke, mis tegelevad vigade parandamisega. Me võiksime samasuguse ülesande anda mõnedele robotitele,” rääkis Rubenstein.