Τα ρομπότ θα μπορούσαν να μάθουν να συντονίζονται σαν πάρτι κυνηγιού μυρμηγκιών

Εκτός από τα άσχημα τσιμπήματα τους, οι αποικίες μυρμηγκιών του στρατού είναι συχνά γνωστές για τα εκπληκτικά, περίπλοκα αρχιτεκτονικά τους κατορθώματα χρησιμοποιώντας το δικό τους σώμα. Όταν τα πάρτι που κυνηγούν εργάτες μυρμηγκιών συναντούν εμ

πόδια

όπως πεσμένα κλαδιά δέντρων, κενά στο φύλλωμα ή μικρά ρυάκια, τα μικροσκοπικά έντομα θα ενώσουν τις δυνάμεις τους για να δημιουργήσουν μια γέφυρα για να διασχίσουν τα υπόλοιπα αδέρφια μυρμηγκιών. Είναι τόσο εντυπωσιακό όσο και κάπως ανησυχητικό—εξάλλου πρόκειται για ζωντανά κτίρια που σέρνονται. Αλλά μια ερευνητική ομάδα δεν μελετά τον συντονισμό μεταξύ μικροσκοπικών σφαλμάτων για να ωφελήσει μελλοντικά κατασκευαστικά έργα. Εξετάζουν πώς η ομαδική

εργασία

μυρμηγκιών του στρατού θα μπορούσε να μιμηθεί από τα

ρομπότ

.

«Τα μυρμήγκια του στρατού δημιουργούν δομές χρησιμοποιώντας αποκεντρωμένες διαδικασίες συλλογικής νοημοσύνης», εξηγεί η Isabella Muratore, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Νιου Τζέρσεϊ που ειδικεύεται στις τεχνικές κατασκευής στρατιωτικών μυρμηγκιών.

PopSci

μέσω email. «Αυτό σημαίνει ότι κάθε μυρμήγκι ακολουθεί ένα σύνολο κανόνων σχετικά με το πώς να συμπεριφέρεται με βάση τα αισθητηριακά δεδομένα και αυτό οδηγεί στη δημιουργία αρχιτεκτονικών μορφών χωρίς την ανάγκη προηγούμενου σχεδιασμού ή εντολών από έναν ηγέτη».

[Related:


These robots reached a team consensus like a swarm of bees


.]

Μαζί με μηχανικούς από το NJIT και το Northwestern University, η Muratore και οι εντομολόγοι συνάδελφοί της ανέπτυξαν μια σειρά δοκιμών με σκοπό να μετρήσουν τις αντιδράσεις των εργατών και τις υλικοτεχνικές αποκρίσεις των εργαζομένων στα μυρμήγκια του στρατού στα περιβαλλοντικά εμπόδια. Αφού έβαλε εμπόδια στα μονοπάτια του δάσους των μυρμηγκιών, ο Μουρατόρε κινηματογράφησε και αργότερα ανέλυσε τις επόμενες προσαρμογές των κοπαδιών για να συνεχίσουν τις διαδρομές τους. Χρησιμοποιώντας προηγούμενες εργασίες μοντελοποίησης, η ομάδα εξέτασε επίσης εάν οι γέφυρες μυρμηγκιών θα μπορούσαν να αντέξουν ξαφνικές, μικρές αλλαγές στο μήκος των εμποδίων χρησιμοποιώντας μια ρυθμιζόμενη διάταξη απόστασης.

Ο Μουρατόρε και άλλοι παρουσίασαν πρόσφατα τα ευρήματά τους στο φετινό ετήσιο

Εντομολογική Εταιρεία της Αμερικής

διάσκεψη. Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις τους, τα μυρμήγκια του στρατού επιλέγουν γενικά να κατασκευάζουν γέφυρες στις πιο αποτελεσματικές τοποθεσίες – μέρη αρκετά φαρδιά ώστε να απαιτείται ένα οικοδομικό έργο ενώ ταυτόχρονα χρησιμοποιούν τον ελάχιστο δυνατό αριθμό μυρμηγκιών. Ο αριθμός των γεφυρών που χρειάζονται κατά τη διάρκεια μιας παραμονής επηρεάζει επίσης τις συλλογικές αποφάσεις των μυρμηγκιών για την κατανομή των πόρων.

Ο Ντέιβιντ Χου, καθηγητής μηχανικής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια, ο οποίος επικεντρώθηκε στις κατασκευές σχεδίων μυρμηγκιών κατά τη διάρκεια της πλημμύρας, παρομοίασε πρόσφατα τα έντομα με νευρώνες σε έναν μεγάλο, ανατριχιαστικό εγκέφαλο ενώ μιλούσε σε


NPR


πανω σε αυτο το θεμα. Αντί τα μεμονωμένα μυρμήγκια να καθορίζουν τις διαστάσεις και τις θέσεις των γεφυρών, κάθε μυρμήγκι συμβάλλει στις αποφάσεις με τον δικό του μικρό τρόπο.

[Related:


Robot jellyfish swarms could soon help clean the oceans of plastic


.]

Η Μουρατόρε και οι συνεργάτες της πιστεύουν ότι οι δυνατότητες συνεργασίας ενός στρατιωτικού μυρμηγκιού θα μπορούσαν σύντομα να βοηθήσουν τους μηχανικούς να προγραμματίσουν σμήνη ρομπότ με βάση τις αρχές συμπεριφοράς και τον εγκέφαλο του εντόμου. Τα μυρμήγκια διαφέρουν μεταξύ των ειδών, αλλά εξακολουθούν να μπορούν να συσκευάζουν έναν εκπληκτικό όγκο πληροφοριών μέσα τους

εγκεφάλους όγκου περίπου 1,1 μικρολίτρων

.

Η αναπαραγωγή αυτής της εγκεφαλικής δύναμης απαιτεί σχετικά χαμηλό κόστος

ενέργεια

ς. Η κλιμάκωσή του σε ένα πλήθος ρομπότ θα μπορούσε να παραμείνει συγκριτικά φθηνή, ενώ θα αυξήσει εκθετικά τη λειτουργικότητά τους. Αυτό θα μπορούσε να τους επιτρέψει να «προσαρμόζονται ευέλικτα σε μια ποικιλία προκλήσεων, όπως η σύνδεση μεταξύ τους για να σχηματίσουν γέφυρες πάνω από κενά διαφορετικού μήκους με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο», γράφει ο Muratore

PopSci

.

Η ρομποτική ομαδική εργασία είναι ζωτικής σημασίας για την

εφαρμογή

των μηχανών σε μια σειρά από βιομηχανίες και σενάρια, από την εξερεύνηση του διαστήματος, έως τα έργα καθαρισμού ωκεανών, έως τις προσπάθειες έρευνας και διάσωσης σε περιοχές πολύ επικίνδυνες για πρόσβαση από τον άνθρωπο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο γρήγορος και αποτελεσματικός συντονισμός όχι μόνο εξοικονομεί χρόνο και ενέργεια, αλλά θα μπορούσε να σώσει ζωές.