Princip feromonů pro ovládání velkého množství robotů

  • Vědci dokázali simulovat biologický systém feromonů
  • Feromony umožňují jednoduchý způsob ovládání roje robotů
  • Systém zjednoduší výzkum samoorganizující se hejn robotů

Pokud jde o základní principy spolupráce mezi větším počtem organismů, obzvláště pak z oblasti hmyzu, poměrně rozšířeným systémem je použití feromonů, které v rámci chemických molekul mohou sloužit k rychlé a jednoduché komunikaci mezi jedinci ve skupině. Může jít o varování před útokem, sexuální zájem nebo třeba značení cesty, teritoria a podobně.

Vědci přejímají mnoho biologických technik, které se evolucí postupně vyvinuly pro specializované použití a feromony jsou jedním z nich. Poměrně dlouho se tímto systémem zabývalo několik skupin, ale teprve nyní se podařilo vytvořit použitelnou simulaci, která dává naději na budoucí reálné nasazení v robotické oblasti.

Místo chemie zatím stačí jen světlo

Vědci z Lincolnské univerzity ve Velké Británii se pochlubili úspěšnou replikací systému feromonů u robotů, přičemž hlavní předností oproti současným technikám je právě v jednoduchosti a nenáročnosti při komunikaci většího počtu robotů.

V oblasti inteligence hejna se v posledních letech poměrně hodně pokročilo díky podrobnému zkoumání biologických systémů třeba u mravenců, ptáků, včel, ryb a dalších. Tyto biologické systémy se spoustou jedinců využívají feromony pro kolektivní chování bez nutnost centralizovaného řízení, jedná se tak o samoorganizující se systémy, které jsou díky tomu decentralizované a dokáží si tak bez problémů poradit s výpadkem jedinců.

Vytvořená simulace systému feromonů nefunguje na bázi chemie, jako tomu bylo u dříve neúspěšných pokusů podobnou techniku napodobit, ale na principu vysílání světla z displeje a jednoduché levné kamery.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka systému s miniroboty a simulací feromonu

Vyvinutá platformu s označením COS-phi (Communication System via Pheromone) se skládá z levných miniaturních robotů Colias-Φ na bázi open hardwaru s cenou kolem 600 korun a také lokalizačního systému, který je dostupný rovněž jako open source. Právě tento lokalizační systém se stará o vypouštění simulovaného feromonu, který je reprezentován světelnou čárou s rozdílnou hustotou a jasem, která postupně mizí, podobně jako chemické feromony.

Škálování a testování

Na základní princip fungování v podobě sledování simulované feromonové stopy se můžete podívat na videu. Jak je vidět, platforma umožňuje velmi snadno testovat různé kombinace s různým počtem robotů „v hejnu“. Jednotlivé druhy feromonů lze simulovat jinou barvou. Díky snímáním většího počtu barev simulující různé feromony, lze vytvářet větší počet rozličných příkazů i pro konkrétní jedince z jiné skupiny či jiného druhu.

Klepněte pro větší obrázek
Detail minirobota Colias-Φ s cenou kolem 600 korun

Vědci tak mohou ještě podrobněji zkoumat přesné využití a efektivitu těchto systémů v odlišných konfiguracích. Na videu můžete vidět rozdíly mezi rychlým a pomalejším vyprchávání feromonu v prostoru dle jeho hustoty nebo větší počet robotů v daném prostředí.

Už současný systém funguje velmi dobře a poměrně přesně i při náhodném rozmístění robotů v neznámém prostoru.

Jednoduchá komunikace pro jednoduché roboty

Komunikační systém využívající principů feromonů se samozřejmě nemůže rovnat s pokročilými systémem rozpoznávání obrazu, přenosu velkého množství dat a podobně. Tyto systém ale samozřejmě vyžadují také mnohem vyšší výpočetní výkon jak na straně zpracování dat, tak i přijímání a vysílání.

Tento jednoduchý ale funkční systém i pro větší množství robotů ve skupině může najít uplatnění u různých miniaturních robotů, do kterých nelze dostat výkonné procesory a antény. Použití světla je přitom pouze částí výzkumu, na kterém je platforma postavená.

Systém lze ale pochopitelně upravit i pro použití třeba se zvukem, rádiovým signálem a třeba i chemickými molekulami, které organismy běžně používají. Představte si tak třeba umělý druh „chytrých“ krvinek, který bude cirkulovat vaším tělem v počtu miliard kusů. Vše musí v takovém případě fungovat extrémně úsporně a efektivně pomocí jednoduchý principů a technologií například v boji proti virům.

Podrobné infomace o výzkumu naleznete v oficiálním materiálu (PDF).

Témata článku: Technologie, Roboti

2 komentáře

Nejnovější komentáře

  • r4in 28. 11. 2015 15:33:39
    Co se jenom může pokazit. Vůbec, ale vůbec nic mě nenapadá... :-/

Určitě si přečtěte


Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

** Vyhledávače jsou natolik dobré, že si poradí i s frází v běžné češtině ** Pokud to ale nebude stačit, můžete vyzkoušet pokročilé funkce ** Vybrali jsme ty nejzajímavější

25.  9.  2016 | Jakub Čížek | 19

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

** Pro běžné úpravy fotek nemusíte pirátit Photoshop, vystačíte si s levnějšími programy ** Ceny pokročilých editorů se většinou vejdou do dvou tisíc korun ** Mnohdy stačí i bezplatné nástroje

26.  9.  2016 | Stanislav Janů | 49

Jak zastavit nechtěné programy na Windows? Koukněte na Plánovač úloh

Jak zastavit nechtěné programy na Windows? Koukněte na Plánovač úloh

** V systému se mohou periodicky spouštět nechtěné aplikace ** Anebo si vyberou tu nejméně vhodnou chvíli ** Prozkoumejte Plánovač úloh na Windows

23.  9.  2016 | Jakub Čížek | 128

Aby byl signál a internet všude: jak fungují a kde jsou schované antény operátorů

Aby byl signál a internet všude: jak fungují a kde jsou schované antény operátorů

** Základnové stanice BTS mobilních operátorů zdaleka nejsou jen typické kovové stožáry ** Podívejte se na některé nevšední instalace ** Dozvíte se, z čeho se moderní BTS skládá a jak funguje

Včera | David Polesný | 27

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

** Zoner vypustil do světa nové Photo Studio. Je za paušál. ** HP nechce neoficiální inkoust ** Koutek časopisu Computer

25.  9.  2016 | Časopis Computer | 65


Aktuální číslo časopisu Computer

Srovnání výhodných 27" monitorů

Velký test levných rychlých routerů

Jak nastavit Android, aby vás nesledoval

45 podrobných testů a recenzí