Роботи могат да се комбинират в група и да променят формата си
(снимка: CC0 Public Domain)
Международен екип от изследователи разработи система от автономни роботи, които могат да се комбинират, за да действат като един „умен” материал с променлива форма и здравина. Всеки робот от „колектива” представлява малък дисковиден модул, напомнящ на хокейна шайба, способен да взаимодейства с други подобни устройства.
Учените от Калифорнийския университет в Санта Барбара са били вдъхновени от изследванията на ембрионалното развитие на живите организми. По време на формирането на ембриона клетките са способни да се преструктурират, образувайки различни тъкани и органи – от мек костен мозък до твърди кости. Ключът към този процес е способността на клетките да преминават между твърдо и течно състояние.
За да имитират този естествен механизъм, инженерите оборудвали роботите с магнити около периметъра на телата им, позволявайки им да се придържат един към друг. Осем моторизирани предавки на всеки модул осигуряват възможност за движение спрямо съседни модули.
Светлинни сензори с поляризиращи филтри в горната част на роботите служат за координиране на действията на цялата група – подобно на това как биохимичните сигнали координират поведението на клетките в тялото. Разработката е описана подробно в публикация на научното издание Science.
Благодарение на тези технически решения, роботите могат да образуват твърди конструкции, които издържат на значителни натоварвания, и след това избирателно да „омекнат” в определени области, за да променят формата си. Системата също демонстрира способността за самолечение и манипулиране на обекти.
В момента експерименталната група се състои от 20 относително големи модула, но компютърното моделиране показва възможност за мащабиране на системата до хиляди миниатюрни единици. Това отваря перспективата за създаване на програмируеми материали, които могат да приемат различни форми и да персонализират своите характеристики.
Разработката може да намери приложение не само в роботиката, но и в изучаването на активната материя във физиката и колективното поведение в биологията. Когато се комбинира с технологии за машинно обучение, колективният робот може значително да разшири възможностите за създаване на адаптивни материали.