В Университете Нью-Мексико, США, исследователи обратили внимание на то, как муравьи-жнецы собирают семена - особенности их группового взаимодействия можно будет перевести в алгоритмы для малых роботов. В ходе экспериментов, группы из 6 машин должны распределять между собой задачи таким образом, чтобы доставить к “базе” максимально-возможное количество определенного “ресурса” за фиксированный интервал времени. Подобно тому, как муравьи используют след из феромонов, чтобы сообщить об обнаруженном месте с едой, роботы возвращаются к центральному “улью” и указывают остальным машинам новые координаты. Идея не нова - над похожими проектами ранее работали
в Биологическом Университете Левена, Бельгия, и
в Университете Линкольна, Объединенное Королевство.
Click to view
Тем не менее, разработчики заявляют о весьма амбициозных планах - по их словам, более крупные “рои” машин можно будет использовать, например, в преддверии марсианских пилотируемых миссий. Запущенные перед прибытием космонавтов роботы смогут собрать определенные ресурсы, чтобы минимизировать тот вес, который необходимо будет отправлять вместе с людьми. Подобная стратегия в корне отличается от идеи использования различных дорогих универсальных автономных или телеуправляемых роверов. В частности, для “роя” поломка одного из элементов не является критичной - в отличие от дорогостоящего марсохода.
Другое направление исследований в области роевого поведения машин подразумевает децентрализацию. Над подобными проектами работают, в частности, в Федеральной политехнической школе Лозанны, Швейцария. Принцип действия технологии схож с полетом стаи птиц, когда многие из них видят лишь тех, кто находится в непосредственной близости и не принимают самостоятельных решений о смене курса. Такой подход можно применять и к роботам, в том случае, если требуется отказаться от идеи единого центра принятия решений. Робот может поддерживать свое место в общей структуре роя, контактируя лишь с ближайшими устройствами. Можно вспомнить, например, проект Kilobots, разработанный в Гарварде, - размер группы крошечных автономных роботов достигает тысячи, каждый робот в группе взаимодействует только с ближайшими членами группы.
Сразу несколько стартапов и исследовательских учреждений, включая Исследовательский центр Casaccia в Риме, занимаются разработкой подводных роботов, способных действовать в группе. Области потенциального применения подобных устройств весьма разнообразны - от ремонта подводных коммуникаций и обнаружения загрязнений, до поиска полезных ископаемых для последующей добычи - также роботизированной. Не менее известен проект
CoCoRo из 40 подводных роботов, спонсируемый Европейским содружеством.
В Будапештском Университете, Венгрия, а также в ряде других стран занимаются разработкой роев летающих роботов. Цель проекта - научить машин действовать подобно стае птиц - собираться вместе, лететь в одном направлении, не сталкиваясь друг с другом. Ключевая цель всех подобных разработок - создание единого “коллективного разума”, который не будет ограничен задержкой сигналов с отдельных устройств. Специалисты из лаборатории
ARSENL Высшей школы ВМС США, Калифорния, запускали до 50 автономных беспилотников в составе двух подгрупп. Операторы управляли “роем” как единым целым. В процессе полета “ведомые” БЛА постоянно обменивались информацией и выполняли групповые маневры, повторяя действия “ведущего” стаю дрона.
Применения роев дронов не всегда носят научный или производственный характер, в частности, команда разработчиков из Будапештского Университета создала собственное шоу беспилотников.
Click to view
Не так давно был поставлен
рекорд - 100 дронов одновременно поднялись в воздух в рамках рекламы Intel.
Click to view
Ряд военных проектов сводится к идее
прорыва обороны противника при помощи роя дронов, а также использования
групп БЛА для разведки. Проект сбрасываемых роем
автономных микродронов CICADA (Close-In Covert Autonomous Disposable Aircraft) Mark 3 также служит разведывательным целям.
Проекты “роя” различных роботизированных устройств из однородных (гомогенных) и гетерогенных (специализированных) участников можно встретить практически в любой среде. При этом различаются подходы к управлению - устройства, формирующие “рой”, могут действовать схожим образом или руководствуясь специфической функцией - в зависимости от этого изменится устойчивость роя к внешним воздействиям, степень взаимозаменяемости элементов и общий уровень его организации.
Роевые технологии в ряде областей представляют собой достойную альтернативу громоздким и дорогим устройствам. Их преимущества - возможность изменения масштабов деятельности и числа элементов роя, относительная дешевизна и взаимозаменяемость элементов, в некоторых случаях - большая степень автономности.