НОВОСТИ ДАЙВИНГА
Прибытие к коралловым рифам: стаи синих роботов
Фото: Группа исследования самоорганизующихся систем.
Стаи рыб-роботов, способных координировать свои движения без какого-либо внешнего контроля, разработали ученые Гарвардского университета в США.
Они надеются, что этот прорыв позволит разработать подводные «рои» миниатюрных роботов, оснащенных для выполнения задач по мониторингу окружающей среды, особенно в хрупких средах, таких как коралловые рифы. Они также говорят, что их «Bluebots» позволяют лучше понять поведение рыб в стайках.
По словам команды, стаи рыб используют сложное синхронизированное поведение, чтобы помочь им находить пищу, мигрировать и уклоняться от хищников, но они не полагаются на сигналы лидеров или общение между собой. Вместо этого каждая рыба принимает собственные решения, основываясь на том, что делают ее соседи.
Ученые применили этот принцип к робототехнике, по их словам, впервые, и создали так называемый «Blueswarm», состоящий из отдельных Bluebots, в лаборатории профессора Радики Нагпал.
«Роботы часто используются в местах, недоступных или опасных для человека; области, где вмешательство человека может быть даже невозможным», — говорит первый автор исследования Флориан Берлингер из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук имени Джона Полсона (SEAS) и Института биологической инженерии Висса.
«В таких ситуациях вам действительно полезно иметь высокоавтономный рой роботов, который является самодостаточным. Используя неявные правила и трехмерное визуальное восприятие, мы смогли создать систему, обладающую высокой степенью автономности и гибкости под водой, где такие вещи, как GPS и Wi-Fi, недоступны».
Система координации основана на синих светодиодных фонарях. Каждый Bluebot оснащен двумя камерами и тремя такими фонарями. Камеры обнаруживают светодиоды ближайших Bluebots и используют алгоритм для определения их расстояния, направления и направления.
22 января 2021
«Если мы хотим, чтобы роботы объединились, тогда каждый Bluebot будет вычислять положение каждого из своих соседей и двигаться к центру», — сказал Берлингер. «Если мы хотим, чтобы роботы разошлись, Bluebots поступают наоборот. Если мы хотим, чтобы они плавали школой по кругу, они запрограммированы следовать за огнями прямо перед ними по часовой стрелке».
Исследователи также смогли смоделировать простую поисковую миссию.
Используя алгоритм рассредоточения, Bluebots рассредоточились по танку, пока один из них не приблизился достаточно близко к красному свету, чтобы его обнаружить. Это привело к тому, что его светодиоды начали мигать, что, в свою очередь, запустило алгоритм агрегации в других Bluebots, так что все они объединились вокруг сигнального робота.