Un enjambre de robots inspirado en hormigas trabaja en conjunto para escapar de la cárcel


Una hormiga no es muy inteligente, pero junta un montón de ellas y pueden lograr algunas cosas notables. Inspirándose en este comportamiento cooperativo emergente, los investigadores de Harvard han construido robots que pueden trabajar juntos para escapar de una “prisión”, sin necesidad de un plan específico.

En cierto sentido, una colonia de hormigas funciona con algoritmos: las hormigas individuales no piensan específicamente en una tarea, pero siguen un conjunto de reglas instintivas que las guían hacia complejas hazañas de ingeniería, como excavar redes de túneles o Construyendo puentes. Se comunican entre sí mediante sus antenas y senderos de feromonas.

El equipo de Harvard comenzó realizando un experimento con un pequeño grupo de hormigas colocadas dentro de un corral, una trampa round rodeada por una pared de enviornment suave, para ver cómo trabajaban juntas para escapar. Al principio, todas las hormigas deambulaban al azar, pero pronto algunas comenzaron a cavar en las paredes en lugares dispersos. Con el tiempo, el equipo descubrió que las hormigas abandonaron su excavación solitaria y, en cambio, se agruparon para trabajar en un túnel de manera más eficiente, hasta que finalmente lograron escapar.

Con base en sus observaciones, los investigadores construyeron modelos matemáticos de lo que estaba sucediendo. Cuando las hormigas chocaban entre sí, se comunicaban a través de sus antenas. Con el tiempo, comenzarían a favorecer las áreas en las que habían interactuado con más frecuencia, creando un circuito de retroalimentación en el que luego se reunirían en esos lugares cada vez más. Esto los llevaría a concentrar sus esfuerzos en cavar en un lugar hasta que se abran paso, en lugar de que cada hormiga cave sus propios túneles.

Con este modelo en su lugar, el equipo se dispuso a construir robots que siguieran reglas similares. Sus hormigas robóticas, a las que llamaron RAnts, no emitían feromonas químicas, sino que dejaban campos de luz, o “fotoromonas”, que se hacían más brillantes a medida que pasaban los robots.

Los RAnts fueron programados para seguir tres reglas simples: tenían que seguir el gradiente del campo de fotoromonas, evitar otros robots donde la densidad del campo period alta y recoger obstáculos donde la densidad period alta y moverlos a áreas con baja densidad.

Y, efectivamente, estas reglas permitieron que los RAnts cooperaran de la misma manera que el experimento de las hormigas. Cuando los colocaron en su propio corral, rodeados de varios anillos de pequeños obstáculos, los robots pronto descubrieron que el mejor plan de escape period trabajar juntos para concentrarse en un solo lugar.

Esta técnica podría ser important para diseñar enjambres de robots simples que pueden completar tareas complejas trabajando juntos, y hay muchos otros ejemplos de robots inspirados en hormigas allí afuera. El equipo cube que esto podría escalarse potencialmente a docenas o cientos de robots para una variedad de casos de usocon la ventaja añadida de que incluso si algunos robots fallan, el equipo en su conjunto aún puede hacer el trabajo.

“Mostramos cómo la finalización cooperativa de tareas puede surgir de reglas simples y reglas de comportamiento similares que se pueden aplicar para resolver otros problemas complejos como la construcción, la búsqueda y el rescate y la defensa”, dijo S Ganga Prasath, coautor principal del estudio. .

La investigación fue publicada en la revista eLife. Las hormigas y los robots se pueden ver en acción en el siguiente video.

(insertar)https://www.youtube.com/watch?v=a6Yg8C4O0Ps(/insertar)

La inteligencia física de los colectivos de hormigas y robots

Fuente: harvard



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