Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) разработали систему FloatForm — рой из небольших квадратных роботов-лодок, которые самостоятельно собираются в мосты, платформы и сцены прямо на воде, а затем разъединяются и перестраиваются в новые формы. Об этом сообщает TechXplore.

Размер каждого робота — 21 кв. см (примерно как обеденная тарелка). Устройство оснащено собственными двигателями, датчиками и магнитными защелками. В перспективе такие автономные суда смогут превращать городские набережные в программируемое пространство: временный мост после чрезвычайной ситуации, плавучий рынок на канале или сцену для фестиваля, которая исчезает, когда расходятся зрители.

«FloatForm превращает статическую водную поверхность в динамичное программируемое пространство, — говорит Вэй Ван, ведущий автор статьи, бывший исследователь MIT, ныне руководящий Морской робототехнической лабораторией Висконсинского университета. — Представьте город, где общественное пространство не фиксировано, а может автономно расширяться, сжиматься или перестраиваться по требованию».

Система имитирует поведение красных огненных муравьев, которые в паводок соединяются в живые плоты без центрального координатора. Каждый муравей действует по простым локальным правилам — и возникает устойчивая структура. Так же устроен FloatForm: роботы сами решают, как двигаться и стыковаться, обмениваясь координатами только с ближайшими соседями.

В отличие от большинства самоорганизующихся систем, где центральный компьютер диктует каждое движение (что приводит к плохой масштабируемости), в FloatForm центральный планировщик лишь изредка назначает каждой лодке финальную позицию, чтобы обеспечить геометрическую точность. Все остальное — навигация, уклонение от столкновений и адаптация к волнам — роботы выполняют сами, двигаясь одновременно.

В экспериментах в бассейне флот из восьми роботов собирался из случайных положений в заданную форму, сцеплялся в жесткую конструкцию, по команде разъединялся, перестраивался в новую конфигурацию и двигался по воде как единое судно — каждая попытка занимала от четырех до восьми минут. Моделирование показало, что система легко масштабируется до 64 роботов. В 90% испытаний с четырьмя лодками и в 70% с восемью миссия выполнялась без вмешательства человека.

Механизм удерживает состояние без подачи энергии — она требуется только для переключения. Это критично для плавучей инфраструктуры, которая может оставаться собранной часами.

Четыре миниатюрных двигателя в X-образной конфигурации обеспечивают движение в любом направлении, включая разворот на месте.

Применение роботов-лодок в открытых водоемах, а не в бассейне, потребует усиления магнитных замков (возможно, их замены на замки с механическим сцеплением) и перехода с ультразвуковой навигации на GPS или компьютерное зрение.

Изображение: Alex Shipps/MIT CSAIL

Подписывайтесь на каналы Let AI be в Telegram и «ВКонтакте» — оставайтесь в курсе главных новостей в сфере искусственного интеллекта!