Рубрика: Роботика
Пчелите како пример за роева интеракција помеѓу минијатурни роботи – килоботи
Објавено на 14.11.2023 - 17:45

Шематика на колективната динамика на донесување одлуки под лупа.

Сложеното однесување на пчелите веќе подолго време е предмет на голем интерес кај истражувачите. Истражувачите од Универзитетот во Барселона открија дека токму пчелите претставуваат одличен субјект за проучување на динамиката на групното однесување и донесување одлуки. Во една неодамна објавена студија, професорот М. Кармен Мигел и неговите колеги, го опишуваат процесот во кој дизајнирале и склопиле “армија” од 35 килоботи опремени со ситни нозе, LED светла, приемник на инфрацрвена светлина, и способност за импресивни танцови движења. Имено, килоботите биле програмирани да ги реплицираат интеракциите помеѓу пчелите со вештини од типот препознавање на светлина и на движење. Секој бот имал за задача пронаоѓање на потенцијална локација за гнездење за колонијата и потоа со другите ботови да оствари консензус за избор на оптимално место.

Однесувањето на ботовите било моделирано по примерот на пчелите-извидници, кои се генерално постари, помудри и со искуство за типот на место кое би одговарало за градба на нова кошница (дупки во дрва, пукнатини или настрешници на куќи). Тие се одговорни и за барање на извори на храна. Кога пчелата “извидник” ќе најде потенцијална локација што одговара за градба на нова кошница или нов извор на храна, таа изведува “танц” со серија од движења со нишање. Преку танцот таа го опишува степенот на пожелност и дава одредени детали за потенцијалната кошница или изворот на храна, танцот дава насоки на другите пчели за растојанието и насоката на потенцијалната кошница од танцот или, ако танцот е поврзан со изнаоѓање храна, детали за видот и големината на новиот извор. Колку новата локација е поповолна, толку танцот е подолг и почесто се повторува. (за ова повеќе тука)

Шематика на колективната динамика на донесување одлуки под лупа. Левата колона ја претставува динамиката на моделот на одлуки: Во даден момент посветените пчели ја рекламираат својата состојба за да ги убедат неопределените пчели да се одлучат за нивната опција. Времето што го поминуваат во рекламирање на нивната опција е директно поврзано со квалитетот што перцепираат дека таа го нуди. Како што напредува времето, се очекува надградба на танцот за подобра опција бидејќи има корист од подолги периоди на рекламирање. Централната колона покажува шематска претстава на експериментите со килоботи. Секој килобот има LED што укажува на неговата состојба –необавезна или посветена кон претставување (и рекламирање на) место 1 или 2. Десната колона дава шематски приказ за тоа како различниот обем на пчели во некоја состојба еволуира со текот на времето, почнувајќи од тотално неппосветена популација. Слика: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2310.15592

Истражувачите смислиле математички модел што ја претставува задачата за наоѓање локација за кошница. Потоа, ги лансираале 35-те килоботи, секој од нив со пречник од 3 сантиметри, со упатства да ги пренесат своите „мислења“ за идеална локација на нивните “колеги” ботови.

Eкспериментите покажале дека рој на килботи може колективно да донесе одлуки за консензус на децентрализиран начин, слично како што тоа го прават пчелите. Според Мигел “овие фактори овозможуваат формирање на перколирана комуникациска мрежа, преку која секој робот може да добие информации надвор од својата непосредна близина“. Тој смета дека студијата ќе го помогне развојот на „прости роботи“ способни да одлучуваат на „децентрализиран, автономен начин“. Ваквите мини-ботови би можеле да комуницираат едни со други додека следат заболено ткиво или абнормалности на телото од субјектите или да бидат испратени во мисии за пребарување и спасување кои би се сметале премногу ризични за луѓе.

Трудот „Колективно одлучување по примерот на пчели применето кај рој од килоботи“ може да се прегледа на предпринт серверот аrxiv.

Клучни зборови:
Шематика на колективната динамика на донесување одлуки под лупа.

Шематика на колективната динамика на донесување одлуки под лупа. Левата колона ја претставува динамиката на моделот на одлуки: Во даден момент посветените пчели ја рекламираат својата состојба за да ги убедат неопределените пчели да се одлучат за нивната опција. Времето што го поминуваат во рекламирање на нивната опција е директно поврзано со квалитетот што перцепираат дека таа го нуди. Како што напредува времето, се очекува надградба на танцот за подобра опција бидејќи има корист од подолги периоди на рекламирање. Централната колона покажува шематска претстава на експериментите со килоботи. Секој килобот има LED што укажува на неговата состојба –необавезна или посветена кон претставување (и рекламирање на) место 1 или 2. Десната колона дава шематски приказ за тоа како различниот обем на пчели во некоја состојба еволуира со текот на времето, почнувајќи од тотално неппосветена популација. Слика: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2310.15592