Robótica

Enxames de robôs imitam formigas em busca de simplicidade

Enxames de robôs imitam formigas em busca de simplicidade
Os robôs podem se reagrupar depois de serem intencionamente espalhados, organizar-se por ordem de prioridade, encontrar e empurrar um objeto. [Imagem: University of Sheffield]

A chamada robótica de enxame tem atraído a atenção dos pesquisadores pela possibilidade de usar robôs pequenos e simples para que, juntos, eles desempenhem tarefas grandes e complexas.

Duas equipes independentes de pesquisadores acabam de dar mais uma demonstração dessas possibilidades.

E uma das principais conclusões é que a inteligência artificial exigida desses robôs é menor do que se esperava - eventualmente até desnecessária.

Robôs sem memória e sem cérebro

A primeira demonstração foi feita pela equipe do professor Roderich Gross, da Universidade de Sheffield, no Reino Unido.

Usando 40 robôs de cerca de seis centímetros de diâmetro cada um, o enxame robótico demonstrou comportamentos inspirados em insetos, como a capacidade de seguir um líder, aglomerar-se em torno de um objeto e empurrar esse objeto em direção a um objetivo.

Além de carregar um objeto, a aglomeração em um ponto determinado pode ser útil, por exemplo, para que os robôs juntem-se próximo a uma fonte de luz para recarregar suas baterias por meio de pequenos painéis solares ou por eletricidade sem fios.

Os robôs também podem se reagrupar depois de serem intencionalmente espalhados, ou se organizar por ordem de prioridade.

Os robôs podem ser muito simples porque o processamento necessário para essas tarefas depende de decisões simples. Por exemplo, quando devem se reunir, cada robô só precisa saber se há outros nas proximidades - se não houver, ou se houver poucos, ele se move para o próximo agrupamento.

"A chave é descobrir qual é o mínimo de informação necessária para que cada robô cumpra sua tarefa. Isso é importante porque significa que o robô pode não precisar de memória, e possivelmente nem mesmo de uma unidade de processamento, de forma que esta tecnologia poderá funcionar para robôs em nanoescala, por exemplo, em aplicações médicas," disse Gross.

Enxames de robôs imitam formigas em busca de simplicidade
Os robôs que imitam formigas são pouco maiores do que um cubo de açúcar. [Imagem: Garnier et al./PLOS Computational Biology]

Robôs que imitam formigas

A segunda demonstração foi realizada pela equipe do professor Simon Garnier, do Instituto de Tecnologia de Nova Jérsei, nos Estados Unidos.

Os minirrobôs imitam o comportamento de formigas, trocando informações para orientar-se em labirintos, simulando as rotas entre a alimentação e o ninho.

Na natureza, as formigas fazem isso deixando rastros químicos de feromônios.

Os robôs, pouco maiores do que um cubo de açúcar, substituíram os hormônios por luzes, que podem ser detectadas por sensores instalados em suas antenas.

Também neste caso, a principal característica é a simplicidade da programação dos robôs, que só precisam executar uma caminhada aleatória quando seus sensores não detectam sinais de outros robôs.

Tão logo um sinal é detectado, começa o comportamento de enxame - assim como as formigas seguem as trilhas onde a marca do feromônio é mais forte, os robôs seguem as rotas onde mais luz é detectada.

"Esta pesquisa sugere que a navegação eficiente e o abastecimento podem ser realizados com um mínimo de habilidades cognitivas. Isso também mostra que a geometria das redes de transporte desempenha um papel crítico no fluxo de informação entre as formigas, assim como acontece nas sociedades humanas," disse Simon Garnier.

Bibliografia:

Self-Assembly in a Swarm of Autonomous Robots
Roderich Gross
PLOS Computational Biology
Vol.: 9(3): e1002903
DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002903

Do Ants Need to Estimate the Geometrical Properties of Trail Bifurcations to Find an Efficient Route? A Swarm Robotics Test Bed
Simon Garnier, Maud Combe, Christian Jost, Guy Theraulaz
Studies in Computational Intelligence




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