Дисклеймер
Данный текст является вольным пересказом статьи популярного журнала «Scientific American» за 2003 год. Большинство технических подробностей остались не рассмотренными в той мере, в какой они отражены в оригинальной статье.
Армия маленьких роботов
В 1998 году DARPA представила разработчикам роботов сценарий, в котором команда маленьких роботов помогала SWAT в уничтожении террористов. Поставленная задача состояла в создании небольших механизмов, достаточно компактных для ручной транспортировки к месту применения.
Хорошо скоординированная группа маленьких роботов имеет бесчисленное количество преимуществ перед своими большими собратьями. Они могут пробираться через трубы, прятаться в нишах и обмениваться информацией, собранной с разных точек обзора. Если один из них провалит свою часть задания, общая миссия, скорее всего, ещё не будет проваленной. Но несмотря на все свои достоинства, они не могут нести всё необходимое оборудование сами: зачастую даже видеокамера способна вызвать перегрузку. Такие роботы похожи на муравьёв: слабые и малозащищённые сами по себе, но чрезвычайно эффективные при совместных действиях.
Возможно, наиболее серьёзным из ограничений является энергия. Аккумуляторы слабо масштабируются: с уменьшением размера, в некоторый момент они достигают порога, после которого не способны обеспечить достаточной мощности для перемещения своего веса. Маленький робот — это всегда компромисс: вес, размер и стоимость противостоят скорости, продолжительности автономной работы и функциональности.
Размер машин требует тесного внутригруппового взаимодействия по многим причинам. Крупные машины могут использовать GPS и визуальное распознавание ландшафта для определения своего местоположения, что недоступно меньшим механизмам. Для частичного решения этой проблемы инженеры предложили новую технологию — определение расстояния между роботами группы по измерению задержки между звуковым и радиосигналом. Преимущество данного метода в том, что роботы не нуждаются в фиксировании известных точек на местности для ориентации в пространстве. Они могут попасть в новую среду и исследовать её самостоятельно, используя относительную систему координат.
Препятствия представляют ещё одну важную причину для объединения усилий. Размеры заставляют их преодолевать проблемы, незаметные для обычного человека, например лестницы или бордюры. Для преодоления этих ограничений инженеры предложили идею роботов, соединяющихся вместе. Цепочка может поднимать свой передний конец на препятствие, а затем затягивать заднюю часть. В данный момент этот процесс должен быть полностью контролируемым человеком, однако в скором времени создатели обещают его автоматизировать.
Один из механизмов управления автономными группами машин является иерархия. Роботы разделяются на небольшие команды, возглавляемые командной машиной большого размера, способной перевозить одновременно всё необходимое оборудование и небольших роботов и производить сложные вычисления. Идея состоит в том, что командные машины смогут посылать маленьких разведчиков в недоступные места, а затем анализировать полученную информацию, используя большие вычислительные мощности.
К сожалению, подобные маленькие роботы ещё далеки от повсеместного применения. Несмотря на свой высокий потенциал, текущие реализованные возможности помещают их на место мобильных телефонов, где те были двадцать лет назад.
