Rój robotów na podbój Marsa

Rój robotów na podbój Marsa

Najnowsze odkrycia na Marsie wody oraz gleb podobnych do ziemskich sprawiły, że pojawiły się pomysły dotyczące skolonizowania w przyszłości Czerwonej Planety. Jednakże pierwszymi potencjalnymi mieszkańcami nie będą raczej ludzie, ale roje miniaturowych robotów.

„Małe współpracujące ze sobą roboty mogłyby eksplorować planetę.” – powiedział Marc Szymanski, robotyk z niemieckiego University of Karlsruhe. „Wiemy już, że jest tam woda i pył, zatem wszystkiego, czego by potrzebowały do rozpoczęcia konstruowania budynków, to jakiegoś lepiszcza.”

Szymanski wchodzi w skład zespołu europejskich naukowców pracujących w ramach projektu I-SWARM nad miniaturowymi autonomicznymi robotami, które razem potrafią wykonywać przeróżne powierzone im zadania. Zupełnie jak termity, mrówki, czy pszczoły, które wspólnie poszukują pożywienia, budują swoje siedziby i pracują dla dobra kolonii.

Naukowcy stworzyli oddział 100 robotów wielkości centymetra, a także mocno rozwinęli badania nad budową rojów mikrobotów wielkości mrówki. Część grupy zajęła się tworzeniem rojów, które są w stanie samodzielnie konfigurować się i składać w większe roboty, zdolne do wykonywania różnych zadań. Ich praca jest kontynuowana w ramach finansowanych przez Unię Europejską projektów: Symbrion oraz Replicator.

Eksploracja i kolonizacja planety to tylko jedno z wielu potencjalnych zastosowań robotów, które potrafią ze sobą współpracować, dostosowując się do zadań przed jakimi stają.

„Roje robotów są szczególnie użyteczne w sytuacjach, w których wymagana jest duża redundancja. Gdy jeden robot ulegnie uszkodzeniu, nie spowoduje to fiaska całej misji, gdyż zepsuta jednostka zostanie po prostu zastąpiona przez działającą.” – wyjaśnił Szymanski.

Technologia ta jest użyteczna nie tylko w kosmosie, czy środowisku podmorskim, ale również w kontekście napraw dokonywanych wewnątrz urządzeń, oczyszczania, czy badania wnętrza ludzkiego ciała.

Trzeba mieć świadomość, że zastosowanie rojów robotów w realnym świecie jest dziś równie odległe jak perspektywa kolonizacji Marsa. Jednakże zespół I-SWARM dokonał w tej dziedzinie ogromnego skoku w przód.

Tak jak mrówki mogą obserwować co robią inne, znajdujące się wokół jednostki, podążając, lub nie za specyficznym, będącym formą przekazywania informacji, chemicznym śladem, tak roboty I-SWARM są w stanie komunikować się ze sobą i ‘czuć’ otaczające je środowisko. W efekcie powstaje coś na kształt zbiorowej percepcji.

Roboty do komunikacji wykorzystują podczerwień; każdy przekazuje sygnał sąsiadom, aż informacja rozprzestrzeni się po całym roju. Gdy jeden natrafi na przeszkodę, sygnalizuje reszcie, by ją otoczyć i usunąć z drogi.

Grupa robotów nazwana przez naukowców Jasmine, składa się z jednostek niewiele większych od monety dwueurowej, poruszających się dzięki kołom i zasilanych z baterii. Natomiast najmniejsze obecne w projekcie I-SWARM roboty mają zaledwie 3 milimetry i poruszają się dzięki wibracjom, a zasilane są z miniaturowych ogniw słonecznych.

„Zasilanie jest zagadnieniem bardzo ważnym. Im bardziej skomplikowane zadanie, tym więcej energii potrzeba.” – stwierdził Szymanski. „Robot, który musi cos podnieść, wykorzystuje potężne silniki, zużywające mnóstwo energii.”

Innym zagadnieniem jest moc obliczeniowa. Naukowcy uczestniczący w projekcie opracowali specjalne sterujące miniaturowymi robotami algorytmy, które muszą uwzględniać ograniczone możliwości miniaturowych procesorów pokładowych: 8 kilobajtów pamięci programu oraz 2 kilobajty pamięci RAM, czyli jakieś milion razy mniej niż komputer klasy PC.

Testy dowiodły, że miniaturowe roboty są w stanie wchodzić ze sobą w interakcje, jednakże uczestniczący w projekcie partnerzy nie byli w stanie dostarczyć tysięcy jednostek potrzebnych do stworzenia największego roju najmniejszych na świecie robotów.

Pomimo tego, Szymanski jest przekonany, że zespół jest bliski tego, by być w stanie masowo produkować miniaturowe roboty, które mogą być, podobnie jak chipy komputerowe, wykonywane z elastycznych obwodów drukowanych formowanych w odpowiednie kształty.

„One są czymś na kształt miniaturowego origami,” – stwierdził Szymanski.

(lk)