Специалисты Федеральной политехнической школы Лозанны и Осакского университета собрали первую партию маленьких роботов, копирующих своим поведением общественных насекомых. Прототипом для разработки послужили муравьи из рода Одонтомахус. Исследователи позаимствовали у одонтомахусов две характерных черты: необычный механизм передвижения и свойственную всем муравьям способность слаженно работать в группе.
Конструкция роботов, получивших название триботов, проста: три печатных платы сворачиваются и скрепляются пружинами и гибкой «соединительной тканью». Сплав с эффектом памяти формы, из которой она изготовлена, в сочетании с встроенным нагревательным элементом выполняет роль мышц. При повышении температуры она деформируется, при снижении — возвращается в исходное состояние. Питание для системы обеспечивает литиевая батарейка.
В зависимости от скорости и частоты температурных перепадов получаются разные типы движений: имитация простой ходьбы, прыжки в высоту или в длину. Одонтомахусы отличаются своей способностью перебрасывать тело на двадцать сантиметров вперед или вверх — импульс создается за счет сильных щелчков челюстями. Разработанный учеными механизм аналогичным образом работает «ножками» из платы, что позволяет ему одним движением преодолевать расстояние в четыре раза больше длины аппарата и в два половиной больше высоты.
Как и органические прототипы, триботы достаточно прочны, чтобы переносить предметы, вес которых значительно превышает их собственный. Кроме того, в процессе тестирования они обнаружили возможность без труда передвигаться в разных условиях — и по гладким поверхностям, и по неровной почве, на которой попадаются препятствия.
Что касается командной работы, триботы получают информацию об окружающей среде и общаются друг с другом при помощи инфракрасных датчиков и датчиков близости. В зависимости от ситуации каждый робот может спонтанно переключаться в одну их трех ролей: исследователь, который ищет препятствия на пути и распространяет информацию, рабочий, который совместно с другими передвигает предметы, и лидер, который координирует деятельность группы. В колониях муравьев роли, как правило, фиксированны — искусственный интеллект в этом отношении обнаруживает большую адаптивность.
Исследователи приводят в статье несколько примеров заданий, которые триботы сумели успешно выполнить за счет командной работы. В одном случае двое роботов-рабочим передвинули тяжелый кубик на место, указанное третьим — исследователем. При этом исследователь отправлял сводки с места событий лидеру, который передавал инструкции рабочим. Когда связь между исследователем и лидером была нарушена, группа привлекла к процессу еще одного участника как дополнительное звено коммуникации.
По мнению авторов, гибкость, самоорганизация и небольшие размеры делают триодов ценным инструментом для обзора местности в разных целях — от поиска пострадавших в стихийных бедствиях до мониторинга экологической обстановки.
«Их можно производить и запускать в эксплуатацию массово, так что какое-то количество «жертв» никак не поваляет на успешность мисси, — поясняет профессор Джеми Пэйк. — Уникальный коллективный интеллект позволяет нашим крошечным роботам лучше адаптироваться к незнакомой окружающей среде; соответственно, в заданиях определенного типа они могут показать лучший результат, чем более крупные и мощные машины».
