Роботы научились действовать синхронно благодаря бактериям

Инженеры использовали для создания системы синхронизации времени внутри групп роботов принцип, по которому у бактерий работает чувство кворума, сообщает Lenta.Ru.

Авторы решили создать схему взаимодействия, которая позволит группе небольших человекоподобных роботов NAO слаженно исполнить танец. Обычно в таких случаях назначается лидер, к которому подстраиваются члены группы, либо взаимно синхронизируют время, а танец начинается в установленное время и исполняется каждым роботом индивидуально. У таких подходов существуют очевидные недостатки: в первом случае невозможна работа без лидера, во втором – робот не может подстроить свои действия при рассинхронизации.

Группа роботов, которой необходимо синхронизировать между собой движения, вырабатывала некое общее время, так, что каждый робот вносил в его определение собственную долю. Время в данном случае выступало неким коллективным ресурсом (у бактерий таким ресурсом являются молекулы, контролирующие чувство кворума). Это позволило группе поддерживать общую синхронизацию, даже если отдельных роботов из группы удаляли. В таком случае общее время поддерживали оставшиеся. Когда удаленных роботов вновь возвращали в группу, новички подстраивались под общее время. Результат можно увидеть на видео.

Авторы надеются, что такая схема взаимодействия позволит формировать группы роботов, способные к продолжительной синхронизированной совместной деятельности, например на производстве и в строительстве.

Чувство кворума у бактерий помогает микробному сообществу самоорганизовываться и действовать слаженно. Например, некоторые виды микробов образуют биопленки, которые всплывают на поверхность, где бактерии получают доступ к кислороду. Однако вырабатывать специальные вещества, помогающие формировать биопленку, имеет смысл только при достаточной плотности популяции, иначе это будет бессмысленной тратой ресурсов. Чтобы скоординировать свои действия, бактерии выделяют в среду специальное вещество, концентрация которого говорит каждой из клеток о плотности популяции.