Termiten sind , was inspiriert diese ganze Forschungsthema für uns ", sagte der Studie führen Autor Justin Werfel, ein Forscher an der Wyss Institut für biologisch inspirierte Technik in Cambridge, Massachusetts. " Wir haben gelernt, die unglaublichen Dinge, diese winzigen Insekten aufbauen können und sagte : Fantastic . Nun , wie wir erstellen und Programm Roboter, die in ähnlicher Weise arbeiten, aber zu bauen , was Menschen sagen? "
Im Gegensatz zu Menschen , die eine High-Level- Blaupause benötigen , um etwas kompliziert zu bauen, können Termiten komplexen Hügel hunderte Male ihre Größe zu bauen , ohne einen detaillierten Plan . Stattdessen nehmen sie einfach Cues voneinander und ihre Umgebung zu wissen, wo die nächste Klumpen von Dreck lag , und schließlich , zu wissen, wie eine Struktur, die ihre Umgebung passt zu bauen.
Diese Verwendung von lokalen Informationen auf diese Weise wird als Stigmergie . Justin Werfel und Kollegen Leveraged Stigmergie auf Algorithmen, die Termiten Verhalten zu reflektieren entwerfen und dann realisiert diese Algorithmen in ihrer Roboter .
Ihre Bots müssen nur die Möglichkeit, einen Ziegelstein oder bot spüren, in der Nähe , um ihren nächsten Schritt zu machen. Ausgestattet mit Sensoren , die entlang einer Gitterwand verschieben sie , Heben und Ablegen Steine. Wenn sie spüren, einen Ziegelstein in den Weg , sie tragen ihre Fracht auf den nächsten freien Platz .
Und sie alle dies tun, ohne einen detaillierten Plan oder zentrale Kommunikation; stattdessen werden die Bots mit nur ein paar einfache Regeln programmiert.
"Es gibt zwei Arten von Regeln ", so Werfel . . " Die Regeln, die die gleichen für jede Struktur die Roboter zu bauen , und die" Verkehrsregeln " , die auf die spezifische Struktur entsprechen, die [ Verkehrsregeln ] sagen, Roboter zu jeder Website, die Websites, die sie zugelassen sind , um zum nächsten zu gehen : Verkehr nur in einer Richtung fließen, zwischen jeweils zwei benachbarten Seiten, die einen Fluss von Robotern und Material bewegt sich durch die Struktur hält . "
Werfel weiter erklärt , warum die Roboter nicht Ziegelsteine legen einfach irgendwo . "Wenn sie nachlässig gebaut , wäre es leicht für sie, in einer Weise, wo sie stecken geblieben zu bauen", sagte er. " Die Sicherheitskontrollen beinhalten ein Roboter Blick auf die Websites sofort um sich , die Aufmerksamkeit auf , wo die Steine schon sind und wo andere sein sollen , und dafür, dass bestimmte Bedingungen in dieser Umgebung erfüllt sind. "
Obwohl jeder Roboter "weiß" nur einfache Regeln - wie , wenn , einen Ziegelstein legte , sich umdrehen , oder klettern eine Stufe höher - zusammen , die Roboter zeigen intelligentes Verhalten , Abschluss benutzerdefinierte Strukturen .
Und kritisch , es ist die einzigartige benutzerdefinierte Struktur , die die Regeln der Roboter folgen müssen, bestimmt . Mit anderen Worten, führen einfache Regeln den Design-Prozess statt der High-Level- Pläne und Planung für die menschliche Bauvorhaben benötigt.
Roboter wie diese - unabhängig, mit dezentralen Steuerungs - haben zahlreiche Vorteile. "Individual Roboter kann brechen , aber der Rest kann weitermachen ", erklärte Werfel . " Es gibt niemanden, kritisches Element , das alles senkt , wenn man scheitert. "
Solche Systeme sind auch skalierbar. " Für eine größere Arbeit , können Sie einfach mehrere Roboter (auch Mitte -job ) hinzuzufügen , ohne zu ändern, wie sie programmiert sind . " Im Gegensatz dazu könnte ein Robotersystem mit einer zentralen Steuereinheit einen Engpass zu erzeugen, mit einer Begrenzung in Bezug auf , wie viel es könnte Koordinate als neue Roboter auf die Szene kam .
" Eine langfristige Vision ist für Roboter-Teams wie dieses, um groß angelegte Strukturen für den menschlichen Gebrauch zu bauen , vielleicht mit besonderen Nutzen in Situationen, in denen es schwierig oder gefährlich für den Menschen zu arbeiten (zB Bau von Notunterkünften , nachdem ein Erdbeben oder Lebensräume unter Wasser oder an anderen Planeten ) . Während das ist wahrscheinlich ein langer Weg ", Werfel sagte," eine kurzfristigere Anwendung könnte so etwas wie den Bau von Deichen Sandsäcke für Hochwasserschutz sein. "