Роботы-рыбы научились ориентироваться в пространстве без помощи человека

Автор: Игорь Вильховский. Дата публикации: 02 февраля 2021. Категория: Новости.

Команда исследователей из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и Института биологической инженерии Висса разработала роботов-рыб, которые могут синхронизировать свои движения без каких-либо ограничений с внешней стороны, в том числе и присутствии человека.

В дикой природе, косяки рыб демонстрируют сложное поведение, необходимое им для координации в поисках пищи или уклонении от хищников. Но на самом деле, ни одна рыба не сообщает никому из других рыб какую-либо информацию. Скорее, это коллективное поведение возникает из так называемой неявной координации - отдельные рыбы принимают решения, основываясь на том, что они видят, как делают их соседи.

Этот тип децентрализованной, автономной самоорганизации и координации давно привлекает ученых, особенно в области робототехники.

Это первый раз, когда исследователи продемонстрировали сложное коллективное поведение в трехмерном пространстве с неявной координацией у подводных роботов.

«Роботы часто размещаются в недоступных или опасных для человека областях, в которых вмешательство человека невозможно, - сказал Флориан Берлингер, доктор философии и автор данной разработки. «В таких ситуациях вам действительно выгодно иметь высоко автономный рой роботов, который является самодостаточным. Используя неявные правила и трехмерное визуальное восприятие, мы смогли создать систему, которая имеет высокую степень автономности и гибкости под водой. где недоступны такие вещи, как GPS и WiFi».

Косяк рыб-роботов, получивший название «Blueswarm», был создан в лаборатории Радхики Нагпал, профессора компьютерных наук Фреда Кавли в SEAS и доцента в Институте Висс. Лаборатория Нагпала - пионер в области самоорганизующихся систем.

Однако большинство предыдущих «стайных» роботов работали в двухмерном пространстве. Трехмерные пространства, такие как воздух и вода, создают серьезные проблемы для восприятия и передвижения.

Чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи разработали систему координации на основе технического зрения в своих роботах-рыбах, основанную на синих светодиодах. Каждый подводный робот, называемый Bluebot, оснащен двумя камерами и тремя светодиодными лампами. Камеры, спрятанные внутри глаз роботов, обнаруживают светодиоды соседних Bluebot-ов и используют специальный алгоритм для определения их расстояния, направления и курса. Основываясь на простом обнаружении светодиодного света, исследователи продемонстрировали, что Blueswarm может демонстрировать сложное самоорганизованное поведение, включая агрегацию, рассеивание и формирование круга.