Вони вже деякий час серед нас. Крихітні мікроботи, які спільно борються з хворобами, знаходять загубленого солдата або навіть будують нову структуру, з’явились у науково-фантастичних фільмах, таких як Звіт про меншини в минулому. Кілька компаній, включаючи IBM та HP, показали, як декілька маленьких роботів можуть спілкуватися між собою для виконання завдання.
Зараз дослідники Гарварду розробили кілобот, крихітного робота, вартість якого всього 14 доларів для побудови та спілкування за допомогою інфрачервоного випромінювання. Головна відмінність: сотні або навіть тисячі кілоботів могли виконувати складні завдання. У майбутньому ці боти можуть створити основу для швидкого складання прототипів. Уявіть, як тисячі кілоботів будують міст чи навіть хмарочос, або входять у зону бойових дій, щоб знайти ворожі об'єкти та вимкнути зброю по черзі.
Майк Рубенштейн - докторант, який працює в Науково-дослідній групі самоорганізуючих систем Гарвардського університету. Він пояснив, що крихітні боти використовують два вібраційні двигуни для руху, і спілкуються з іншими ботами, посилаючи інфрачервоне світло на поверхню - вони знають місцезнаходження інших ботів, зчитуючи інтенсивність світла.
Головною відмінністю, за його словами, між деякими попередніми рійботами та кілобітом є те, що нові боти - справжні роботи: вони працюють разом, але не просто йдуть заздалегідь визначеним маршрутом. Вони більше схожі на Roomba, ніж на автомобіль RC, який просто виконує команди оператора. За допомогою Roomba бот має достатньо інтелекту для спостереження за середовищем, шукаючи перешкоди та використовуючи тисячі алгоритмів для пошуку оптимального маршруту.
"Основним короткотерміновим додатком є тестування алгоритмів роїв на широкомасштабній системі роботів", - говорить Рубенштейн. «Ми можемо запрограмувати їх на переміщення та взаємодію з сусідніми роботами. Існує багато можливостей поведінки, до цих пір ми працювали над видобутком їжі та дослідженням ”.
Рубенштейн каже, що він може уявити майбутній сценарій, коли боти використовуються для військових дій. Команда вже розробила дорожню карту під назвою Termes для того, як кілоботи можуть побудувати тривимірну структуру. Команда працює над масштабним розгортанням кілоботів. Рубенштейн також передбачає використання ботів для навчання, те, що він називає "груповою навігацією транспортних засобів", та екологічне картографування - техніка, яка наближує вигляд регіону після корозії або наслідків кліматичних змін.
Медичні сценарії
Інший приклад масової взаємодії ройових роботів включає так звані «частинки ніндзя», які розробляє IBM. Ці крихітні полімерні боти працюють як клітина у вашому тілі - вони містять електричний заряд і притягуються інфекційними агентами в організмі, як магніт. Лікарі могли використовувати частинки ніндзя, які працюють автономно в організмі, щоб знайти рану та розпочати відновлення пошкоджених клітин.
“Як тільки ці полімери контактують з водою в тілі або на тілі, вони самостійно збираються в наноструктуру, призначену для націлювання на мембрани бактерій на основі електростатичної взаємодії та прориву через їх клітинні мембрани та стінки. Фізична природа цієї дії заважає бактеріям розвивати стійкість до цих наночастинок », - говорить Джим Гедрік, дослідник з IBM.
"Ці агенти заважають бактеріям розвивати стійкість до наркотиків, фактично прориваючись через клітинну стінку бактерій і мембрану, що є принципово іншим способом атаки порівняно з традиційними антибіотиками", - говорить Хедрік. Концепція рою, подібна до того, що розробляє Рубенштейн, означає, що кожен окремий полімер не може виконувати місію самостійно, але повинен працювати з іншими агентами для боротьби з інфекцією та зміни клітин в організмі.
Цікаво, що Гедрік каже, що частинки ніндзя можна використовувати і для комерційних цілей, а не лише в медичній галузі або в дослідницькій лабораторії. За його словами, наноструктури можуть бути вбудовані в мило для рук, дезодорант, серветки для столу та засоби для дезінфекції рук для боротьби з інфекціями. Вони також можуть використовуватися для боротьби з такими основними інфекціями, як туберкульоз та захворювання легенів. Як тільки частинки запрограмовані, вони виконують свою «місію», а потім природним чином розчиняються.
Майбутні сценарії
Рубенштейн вагався, висуваючи теорію щодо майбутніх сценаріїв кілоботів. Проте легко уявити, як ройові боти можуть стати частиною нашого повсякденного життя. Інше питання, чи може тисячі ботів будувати мости, знаходити інфекції чи вести наші битви, може призвести до мікроармагедону. Проте ідея сенсорів у фізичних об'єктах вже є реальністю.
Одним із прикладів є баскетбол 94Fifty, який продається приблизно за 3000 доларів. М'яч містить датчик, який взаємодіє із програмним забезпеченням для аналізу пострілу гравця. Програмне забезпечення можна використовувати для навчання нових гравців механіці стрільби, а дані - для цілої команди, щоб проаналізувати, як вони грають у гру та як покращити свої здібності. Цей аналіз "вулика", який вже є реальністю, показує, як вбудовані датчики можуть працювати разом у команді.
Бойові боти використовують подібну концепцію: їх можна вбудовувати у фізичні об’єкти, спілкуватися між собою, а потім повідомляти про свою діяльність назад на центральний сервер.
Це особливо цікаво у сценарії поля бою. Ройові боти можуть працювати як новий iRobot 110 FirstLook, бот для швидкого розгортання, який ви кидаєте на землю.
Бот може витримати 15-футовий падіння і є водонепроникним до 3 футів. Хоча вони не мають розміру мікроботів (кожен FirstLook має довжину близько десяти дюймів і важить п’ять фунтів), вони могли працювати у вулику, подібно до того, як програмісти сконструювали рій пилососів iRobot Roomba для очищення великих площ. Нещодавно ми спостерігали, як дві кімнати працюють разом, щоб пилососити кімнату, уникаючи одне одного та спілкуючись, щоб закінчити роботу з прибирання за половину часу.
Боти FirstLook вже використовують інфрачервоне світло для пошуку маршрутів на полі бою. Незважаючи на те, що вони не працюють автономно і поки не спілкуються між собою, легко передбачити, як такі боти можуть координувати пошукову місію на ворожій території.
Безпілотники Swarmbot могли виконувати завдання спостереження, як це видно в майбутньому Ghost Recon: Future Soldier гра від Ubisoft, що забезпечує розвідку, яка забезпечує безпеку солдатів. Звичайно, ці майбутні сценарії можуть здатися науково-фантастичними. Є питання щодо вартості кожного бота на полі бою, і військові чиновники стримано застосовували роботів у бойових ситуаціях через моральні наслідки (люди можуть приймати кращі імпульсні рішення). Військові боти сьогодні в основному використовуються для огляду поля бою.
Однак, як і в будь-яких інших робототехнічних заходах, це змінюватиметься із покращенням ШІ. Ройові боти можуть бути запрограмовані на групову безпеку, яка є сильнішою, ніж окремий бот. Їх могли відправити в зону бойових дій, щоб знайти поранених солдатів, відремонтувати машини і навіть вивести з ладу ворожу зброю.
На даний момент технологія swarmbot перебуває на початковій стадії розробки. Кілобот - найкращий приклад на сьогоднішній день, який демонструє, як недорогий бот міг виконувати прості завдання та працювати разом в орді. Чи призводить це до зграї ботів, які можуть скосити вашу траву, відремонтувати огорожу або побудувати форт на своєму задньому дворі, досі невідомо.
