Исследовательская группа из Сеульского национального университета и Гарварда создала новый тип роботов, которые могут взаимодействовать и решать сложные задачи без использования датчиков, алгоритмов или центрального управления. Эта система, получившая название «линк-боты», была описана в журнале Science Advances и вдохновлена природными сообществами, такими как скоординированное движение косяков рыб и стай птиц.
Линк-боты состоят из 3D-печатных модулей, соединённых V-образными звеньями. Каждый модуль представляет собой цилиндр с наклонными ножками, которые движутся за счёт вибрации поверхности. Основная инновация заключается в конструкции соединений: угол и жёсткость определяют их «поведение». Например, изменение центрального угла звена позволяет цепочке сжиматься или расширяться, как гармошка, а боковые углы задают амплитуду движений, подобно взмахам крыльев птиц в полёте.
«Это похоже на механическую головоломку, — поясняет профессор Хо-Ёнг Ким, соавтор разработки. — Мы не программируем действия, а настраиваем геометрию звеньев. Роботы реагируют на препятствия благодаря законам физики, а не вычислительным процессам». При столкновении со стеной цепочка может автоматически выбрать одно из трёх действий: движение вдоль преграды, изменение направления или блокировку отверстия. В экспериментах линк-боты успешно пролезали в узкие щели, перемещали объекты и даже кооперировались — два робота совместно перемещали груз или помогали друг другу преодолевать преграды.
Отличие этой системы от традиционных роевых роботов состоит в отсутствии необходимости беспроводной связи или индивидуального управления модулями. Ученые разработали вычислительную модель, которая предсказывает, какое влияние изменения в параметрах звеньев (длине, угле разброса и выемки) окажут на поведение цепочки. Например, увеличение угла выемки делает движения роботов резче, а уменьшение ограничивает амплитуду, превращая «исследователя» в «блокировщика».
Технология может быть применена для доставки грузов в труднодоступные места, мониторинга опасных сред или ликвидации аварий.
Ключевое преимущество линк-ботов — это их энергоэффективность и возможность масштабирования. Для работы им требуется лишь вибрация поверхности, а модули можно изготавливать из разнообразных материалов, адаптируя их под конкретные задачи. Уже сейчас цепочки демонстрируют «социальное» поведение: при встрече два линк-бота либо конкурируют за пространство, либо объединяются для решения задачи — например, синхронно перемещают объект.
Эта работа открывает путь к созданию роботизированных систем, где сложность возникает из простых правил, как в живой природе. Следующим шагом планируется разработка адаптивных звеньев, которые меняют параметры в реальном времени под воздействием температуры или света, что позволит роботам «эволюционировать» непосредственно в ходе выполнения миссии.
Источник: iXBT
