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
Princip feromonů pro ovládání velkého množství 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).

Diskuze (2) Další článek: Zprávy Živě: Android bude spouštět appky i bez instalace

Témata článku: Technologie, Roboti, Hmyz, Rádiový signál, Molekula, Biologický systém, Neúspěšný pokus, Přijímání, Malý robot, Robota, Miniaturní robot, Různé druhy, Tisíc korun, Princip, Swarm, Krvinka, Robot, Lokalizační systém, Podrobné zkoumání, Funkční systém, Lincoln, Hejno, Jednoduchý princip, Pokročilý systém


Určitě si přečtěte

Cardano: kryptoměna nové generace, která se netěží, ale razí

Cardano: kryptoměna nové generace, která se netěží, ale razí

** Cardano je unikátní kryptoměna, která díky svým vlastnostem a schopnostem přitahuje pozornost ** Od Bitcoinu se zásadně liší ** Jejím smyslem není jen „koupit a prodat“, má pozoruhodné technologické možnosti

Martin Miksa | 28

Qualcomm se chlubí, že se mu podařilo téměř nemožné: Vyrobil první mobilní anténu pro 5G

Qualcomm se chlubí, že se mu podařilo téměř nemožné: Vyrobil první mobilní anténu pro 5G

** Za dveřmi je 5G – nová generace mobilních telekomunikací ** Jednou z jeho specialit jsou nové kmitočty, tzv. mmWave ** Jenže signál o mnoha desítkách GHz přináší hromadu překážek

Jakub Čížek | 22

Nejlepší služby pro streamovanou hudbu: Není jen Spotify

Nejlepší služby pro streamovanou hudbu: Není jen Spotify

** Za měsíční předplatné je dnes možné získat přístup k desítkám milionů skladeb ** S některými méně známými interprety je ale stále problém ** Cena předplatného může být i jen pár desítek korun

Vladislav Kluska | 45

USA se vrací do vesmíru! NASA představila devět statečných pro první lety soukromých lodí

USA se vrací do vesmíru! NASA představila devět statečných pro první lety soukromých lodí

** NASA zveřejnila nové termíny prvních demonstračních letů dvou soukromých kosmických lodí ** Známe už také jména prvních astronautů ** Jako první poletí k ISS Crew Dragon od SpaceX

Petr Kubala | 15

Temný režim a spousta vychytávek. Vyzkoušeli jsme nový macOS 10.14 Mojave

Temný režim a spousta vychytávek. Vyzkoušeli jsme nový macOS 10.14 Mojave

** Vyzkoušeli jsme veřejnou betu macOS 10.14 Mojave ** Hlavní novinkou je temný režim a velký důraz na soukromí ** Jako první beta je systém překvapivě rychlý a dobře použitelný.

Martin Miksa | 35


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak mobily určují svoji polohu?

Velký test notebooků pro studenty

Nejlepší reproduktory na párty

Služby a aplikace pro výuku angličtiny