"נחילים חכמים" של רובוטים זעירים לוקחים השראה מהטבע

This post is also available in: English (אנגלית)

החוקרים פיתחו "נחילים חכמים" של רובוטים זעירים לאחר ששאבו השראה מהטבע וצפו במושבות נמלים, להקות דגים ונחילי כוורות. נחילי הרובוטים הקטנים הללו משתפים פעולה באמצעות אינטראקציות חברתיות מהונדסות המאפשרות להם לתפקד כיחידה מלוכדת, ומאפשרות לקולקטיב להתגבר על מכשולים וסכנות בתור צוות טוב בהרבה מאשר כיחידים.

על פי Interesting Engineering, דינמיקת התנועה הקולקטיבית מושפעת מגורמים כמו צפיפות, הפרעות, מהירות, גבול ועיכובי זמנים (time delay) – הטבועים בכל מערכת בשל העברת מידע בין גופים, ומשפיעה באופן משמעותי על התנהגויות קולקטיביות.

צוות המחקר מסביר כי עיכובי זמנים קבועים מביאים בהכרח לאיזון בין התמדה לתגובתיות בתנועה קולקטיבית, ומוסיף כי ההבנה הזו חיונית לתכנון מערכות קולקטיביות יעילות המאזנות את הצורך בתנועה מתמשכת עם תגובה מהירה לקיואים סביבתיים.

מחקרים קודמים מראים כי שילוב נכון של עיכובי זמנים יכול לשפר את ההתמדה של מבנים קולקטיביים בסביבות רועשות, להציע הסברים חלופיים להתנהגויות שנצפו בטבע, ולסייע להתקדמות בתחום הנחיל הרובוטי. עם זאת, זה עשוי להפחית את הרספונסיביות של הנחיל לגירויים חיצוניים לא טריוויאליים, כי היחידים בנחיל עלולים להתקשות בלהבדיל ביניהם לבין ה"רעש החיצוני" הרגיל.

על פי הדיווחים, החוקרים תיכנתו תכונת עיכוב זמן אדפטיבית לנחיל הרובוטים, תכונה המשתמשת במערכת משוב אופטי עם דפוסי אור מבוקרים כדי להניע את המיקרובוטים באופן קולקטיבי. זה אפשר לכל מיקרובוט בנחיל לשנות את הניידות שלו בתגובה לשינויים סביבתיים, וזה אכן הביא עלייה משמעותית ביכולת התגובה מבלי להקטין את העצמה והחוסן של הנחיל.

טכנולוגיה זו יכולה בעתיד להיות משולבת במכונות גדולות יותר עם טכניקות עיכוב זמן אדפטיביות, אסטרטגיה שיכולה לשפר באופן משמעותי את היעילות התפעולית של ציי רחפנים אוטונומיים. הם יוכלו לעקוב ולתקשר זה עם זה באופן דומה לקבוצות דגים למשל, ובכך יבטלו את הצורך במרכז שליטה מרכזי הזקוק לנתונים נוספים ולאנרגיה כדי לפעול.

מחבר המאמר ז'יהאן צ'ן הסביר בהצהרה כי בעוד ננובוטים בודדים פגיעים לסביבות מורכבות ונאבקים לנווט ביעילות בתנאים מאתגרים (כמו זרמי דם או מים מזוהמים), תנועה קולקטיבית מאפשרת להם לנווט בסביבות אלה בצורה יעילה יותר ולהגיע למטרות תוך התחמקות ממכשולים ואיומים.

במבט לעתיד, החוקרים טוענים כי נחילים אינטליגנטיים אלה, כאשר יהיו מפותחים באופן סופי, יוכלו לתפקד בתור "מערכות משלוח תרופות מתוחכמות" שימצוא את דרכן דרך הגוף, ויעברו את ההגנות הנדרשות כדי לספק תרופות למיקום המיועד.