Множество простых взаимодействующих между собой роботов может быть полезным для выполнения сложных задач. Но добиться того, чтобы эти роботы достигли «разума улья», непросто. Разработать таких роботов смогла команда Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT (CSAIL). Исследователи университета придумали простую схему: самособирающиеся роботы-кубы, которые могут перелезать друг через друга, переворачиваться и подпрыгивать в воздухе.
Роботы, которых команда разработчиков назвала «М-блоками», умеют «общаться» друг с другом, используя систему, подобную штрих-коду, которая находится на каждой стороне куба и помогает роботам идентифицировать друг друга. Парк из 16 робокубов благодаря этой системе уже может выполнять простые задачи, например, выстраиваться в линию, перемещаться по направлению, указанному стрелкой, или ползти на свет.
Внутри каждого куба находится маховик, который вращается со скоростью 20 тыс. оборотов в минуту и помогает роботу двигаться, используя силу инерции. На каждом краю и каждой грани робота находятся магниты, которые позволяют кубам прикрепляться друг к другу. Исследователи считают, что у таких роботов огромный потенциал — например, их можно будет использовать при стихийных бедствиях.
«Представьте себе горящее здание, в котором нет лестницы. В будущем вы сможете просто бросить роботов на землю и наблюдать, как они строят временную лестницу для подъема на крышу или для спуска в подвал, чтобы спасти пострадавших», — пишут в MIT.
Внутренний механизм роботов, как указано в пресс-релизе университета, сложен, а вот их внешняя сторона, напротив, предельно проста, что обеспечивает прочные соединения кубов друг с другом.
«Уникальность нашего изобретения в том, что оно недорогое, надежное и потенциально легко масштабируется до миллиона модулей, — говорит аспирант CSAIL Джон Романишин. — Другие роботизированные системы имеют гораздо более сложные механизмы перемещения, которые требуют много шагов для простых движений. Нашу систему легче масштабировать».
Как правило, отмечают в MIT, модульные роботы обычно двигаются при помощи таких систем, как роботизированные конечности. Эти системы требуют мощных ресурсов и сложной координации даже для самых простых движений, с несколькими командами для одного прыжка или шага. Что касается связи роботов друг с другом, другие разработки чаще всего основываются на использовании инфракрасного излучения или радиоволн, которые могут быстро стать неуправляемыми. Если у вас много роботов в небольшом пространстве, и они все пытаются отправлять друг другу сигналы, это может привести к хаосу.
Механизм для «М-блоков» был разработан командой университета ещё в 2013 году. Проект был частично поддержан Национальным научным фондом США и Amazon Robotics. Сегодня каждый робокуб может перемещаться в четырех направлениях при размещении на любой из шести граней, что приводит к 24 различным направлениям движения. Без мешающих «частей тела», торчащих из блоков, робокубам намного легче избежать повреждений и случайных столкновений. Идея с системой-«штрих-кодом» также оказалась успешна. В ходе тестовых испытаний команда заставила роботов выстроиться в линию. Блоки могли определять своих «собратьев», чтобы перемещаться относительно друг друга — и в 90% «М-блоков» смогли выполнить задачу.
Команда MIT отмечает, что разработка электронной «начинки» для роботов была очень сложной задачей, особенно с учётом того, что исследователи пытались разместить сложное аппаратное обеспечение в маленьком корпусе. Однако учёные подчёркивают, что они намерены делать всё больше и больше подобных роботов, чтобы у них было больше возможностей для создания различных структур.
