Исследователи из Гарвардской школы имени Джона Полсона создали рой роботизированных муравьев, которые имитируют самоорганизующееся поведение социальных насекомых. Система, получившая название RAnts, не использует сложное внутреннее программирование или централизованное управление. Вместо этого роботы общаются через фотомоны — искусственные световые поля, заменяющие химические феромоны. Следуя простым локальным правилам, они коллективно строят и разбирают сооружения, мгновенно переключаясь между ролями. Это демонстрация «воплощенного интеллекта», где координация возникает из взаимодействия с окружающей средой, а не из мощного бортового процессора.
В природе муравьи используют химические феромоны, чтобы указывать путь или место раскопок. Гарвардская команда заменила их световыми полями — роботы проецируют и считывают цифровые сигналы, создавая непрерывный цикл обратной связи. Этот механизм основан на биологическом принципе стигмергии: отдельные особи изменяют среду, а другие реагируют на эти изменения.
Каждый RAnt действует по нескольким базовым правилам: отслеживает градиент света, транспортирует строительные блоки и размещает их при достижении определенного порога. Никаких карт, планов или иерархии. Рой сам определяет, где и что строить.
Главное открытие — способность роя мгновенно менять коллективное поведение при корректировке всего двух параметров: интенсивности следования за светом и настройки сброса/подбора блоков. В одном режиме RAnts возводят стены и башни, в другом — разбирают их с той же легкостью. Переключение происходит без перепрограммирования каждого робота, только за счет изменения локальных правил взаимодействия.
Наше исследование показывает, как простые локальные правила могут привести к возникновению сложных процессов, которые являются самоорганизующимися, а следовательно, устойчивыми и адаптивными, — поясняет профессор Махадеван.
Он добавляет, что коллективное познание возникает не только у отдельных агентов, но и в результате их постоянного взаимодействия с развивающейся средой.
Современная робототехника часто делает ставку на мощные процессоры и сложные алгоритмы. Гарвардская команда пошла другим путем. RAnts имеют минимальную «мозговую» нагрузку — интеллект распределен между роботами и средой, которую они изменяют. Это повышает отказоустойчивость (потеря нескольких единиц не рушит систему) и позволяет легко масштабировать рой.
Такой подход особенно ценен для сценариев, где централизованное управление невозможно: автономное строительство в опасных зонах (радиоактивные руины, зоны стихийных бедствий), исследование планет (где связь с Землей имеет многоминутные задержки) или создание экспериментальных моделей для изучения коллективного поведения животных.
Читайте также нашу статью о том, как на муравьев влияет кофеин.
Источник: hi-tech.mail.ru