Roboty funkcjonujące jak skupiska ryb

Ławice robotów COCORO nie tylko wyglądają jak skupiska ryb, ale też się tak zachowują. W ramach projektu powstały roboty autonomiczne, które wchodzą ze sobą w interakcje i wymieniają informacje, co prowadzi do powstania systemu poznawczego, świadomego swojego otoczenia.

Według dr. Thomasa Schmickla, koordynatora projektu i adiunkta na Wydziale Zoologii Uniwersytetu w Grazu, Austria, wyróżnikiem COCORO na tle podobnych projektów jest stworzenie przez naukowców ławic robotów, które dysponują zbiorową zdolnością poznawczą. Funkcjonują jako zbiorowy system autonomicznych agentów, którzy mogą uczyć się na podstawie własnych doświadczeń i swojego środowiska.

Zdolność poznawcza ławic robotów w praktyce

W jednym z doświadczeń dwadzieścia robotów Jeff pływało w zbiorniku napełnionym wodą. Kiedy wchodziły ze sobą w kontakt zyskiwały coraz większą świadomość wielkości swojej ławicy. Budowanie „świadomości wielkości ławicy” umożliwiło przekazywanie informacji o statusie za pomocą diod LED.

W innym scenariuszu misja robotów polegała na odnalezieniu szczątków zatopionego samolotu. Roboty Lily prowadziły poszukiwania tuż pod powierzchnią, podczas gdy roboty Jeff przeczesywały dno zbiornika.

Wokół samolotu rozmieszczone zostały magnesy, aby naśladować emitowany lokalnie sygnał elektromagnetyczny, a roboty lokalizowały cel na podstawie wbudowanych kompasów. Robot Jeff szybko odnalazł cel i osiadł na nim na dnie zbiornika.

Za pomocą transmisji LED „przywołał” pozostałe roboty Jeff, które zgromadziły się wokół celu, a roboty Lily skupiły się u góry.

W czasie testów w terenie, w porcie Livorno we Włoszech, roboty zostały wystawione na działanie fali, prądów i żrącej wody morskiej. Mimo trudnych warunków ławice robotów były w stanie utrzymywać się wokół stacji bazowej, a także wyruszać na „patrole” i z powodzeniem wracać do bazy.

Biomimikra: inspirowane naturą

„Nie wymyśliliśmy tego wszystkiego sami” – skonstatował dr Schmickl, wyjaśniając że naukowcy z projektu COCORO wzorowali zbiorową zdolność poznawczą na naturze. Obserwacje na przykład sposobu, w jaki pszczoły łączą się w grupy pomogły im opracować algorytm BEECLUST wykorzystywany do gromadzenia robotów w określonym miejscu. Zastosowali także mechanizmy opisane w dostępnej literaturze, a odnoszące się do sposobu, w jaki ameby skupiają się, używając fal chemicznych do komunikowania się ze sobą.

Zróżnicowana grupa biologów, informatyków i ekspertów z innych dziedzin zaangażowała się w projekt COCORO, realizowany od 1 kwietnia 2011 r. do 30 września 2014 r. i wsparty unijnym dofinansowaniem w kwocie 2,9 mln EUR.

Mimo iż prace nad projektem zakończyły się w 2014 r., jego dorobek może znaleźć szerokie zastosowanie w informatyce, biologii, teologii, metakogniwistyce, psychologii i filozofii oraz wywrzeć szerszy wpływ na naszą gospodarkę i społeczeństwo. Możliwe zastosowania obejmują rozproszony monitoring środowiska oraz operacje poszukiwawczo-ratownicze.

„Sposób, w jaki niektórzy członkowie ławicy wpływają na innych do złudzenia przypomina wyznaczanie trendów przez opiniotwórców w naszych społeczeństwach” – zauważa dr Schmickl.

Zespół projektu COCORO ogłosił, że rok 2015 będzie rokiem wydarzeń COCORO. Co tydzień do obejrzenia będzie nowy film wideo nakręcony w czasie realizacji projektu, przedstawiający największą, autonomiczną ławicę podwodną na świecie, złożoną z 41 robotów trzech różnych rodzajów.

Wszystkie filmy wideo są dostępne w serwisach Facebook, YouTube i Twitter.