Roboty o owadziej zwinności i inteligencji

Rój latających robotów nurkuje w płonącym lesie. Z owadzią precyzją i zwrotnością urządzenia osiadają na pniach drzew, po czym instalują na nich czujniki pozwalające monitorować pożar i jego skutki. To scenariusz, który wg Mirko Kovaca z Laboratory of Intelligent Systems EPFL jest całkiem nieodległy.

Robotyka naśladująca roje owadów oferuje innowacyjne rozwiązania codziennych problemów poprzez stworzenie nowej formy sztucznej inteligencji, opartej na owadzich instynktach. Mirko Kovac to młody inżynier, który ma doświadczenie z podobnymi urządzeniami – stworzył naśladującego konika polnego, skaczącego robota. Razem z zespołem współpracowników opracował innowacyjny mechanizm osiadania, dzięki któremu robot dosłownie wlatuje głową w obiekt, jak np. drzewo, zamocowuje się do niego niezależnie od rodzaju jego powierzchni za pomocą ostrych ząbków, po czym na komendę jest w stanie się odłączyć. Celem zespołu jest stworzenie robotów, które w rojach potrafią się przemieszczać w trudnym terenie, niosąc pomoc w katastrofach.

„Nie naśladujemy ślepo natury, ale wykorzystujemy podobne zasady, żeby spróbować ją poprawić.” wyjaśnia Kovac. „Proste reguły zachowań jak skoki, fruwanie i wybór miejsca do lądowania prowadzą do złożonej kontroli ruchu bez potrzeby angażowania dużych mocy obliczeniowych.” Takie uproszczenie daje robotom większą mobilność, ze względu na obniżenie zapotrzebowania na energię i możliwość zastosowania mniejszych baterii.

Najnowsze osiągnięcie laboratorium, robot zdolny do osiadania na obiektach, oszczędza cenną energię przez naśladowanie insektów czy ptaków. Dotychczasowe mechanizmy lądowania zawierały skomplikowany manewr powodujący wytracenie pędu i lądowanie na nogach, często bez możliwości ponownego startu. Mechanizm opracowany przez Kovaca i Jürga Markusa Germanna unika tego problem dzięki zastosowaniu dwóch sprężynujących ramion wyposażonych w kolce, które wbijają się w powierzchnię, czy to drewnianą, czy betonową. Zatrzaśnięcie ramion wytłumia jednocześnie część pędu lecącego robota, pozwalając mu na przysiadanie bez uszkodzeń. W razie konieczności mały silnik elektryczny chowa igły w ramionach, co umożliwia ponowny start i kontynuowanie lotu.

„Jestem zafascynowany procesem tworzenia i tym jak można wykorzystać złożoność natury do stworzenia czegoś zupełnie nowego.” mówi Kovac. Mechanizm przysiadania może być z łatwością zaadaptowany do innych robotów. Na przykład wyposażenie poprzedniego urządzenia stworzonego przez Kovaca, ćwierćgramowego robota skaczącego w ten mechanizm i dodatkowo skrzydła, będzie skutkować powstaniem robota poruszającego się identycznie jak konik polny.

(bj)