Blog
Rój robotów pływający jak ławica ryb
Zespół naukowców z Harvard’s Wyss Institute i John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) opracował roboty inspirowane rybami, które mogą synchronizować swoje ruchy jak prawdziwa ławica ryb, bez żadnej zewnętrznej kontroli. To pierwszy przypadek, gdy naukowcy zaprezentowali złożone, kolektywne zachowania robotów pod wodą w trzech wymiarach.
Ławice ryb wyglądają jak dobrze zorganizowane stada, poruszające się w określonych kierunkach, wirujące w wielkich kręgach. To złożone, zsynchronizowane zachowania, które pomagają im znaleźć pożywienie, migrować czy unikać drapieżników. Okazuje się jednak, że żadna ryba ani żadna podgrupa ryb nie koordynuje tych ruchów. Ryby nie komunikują się między sobą, nie planują kolejnych ruchów a zbiorowe zachowania wynikają raczej z tak zwanej ukrytej koordynacji – indywidualne ryby podejmują decyzje w oparciu o to co, robią ich sąsiedzi. Ta zdecentralizowana, autonomiczna samoorganizacja i koordynacja od dawna fascynuje naukowców, zwłaszcza w dziedzinie robotyki.
W laboratorium dr Radhiki Nagpal , członka Wydziału Wyss Associate, powstał rój robotów inspirowany rybami, zwany Blueswarm. Laboratorium Nagpal jest pionierem w samoorganizujących się systemach, od roju 1000 robotów Kilobot po inspirowaną termitami robotyczną ekipę konstrukcyjną. Jednak większość poprzednich rojów robotów działała w dwuwymiarowej przestrzeni. Przestrzenie trójwymiarowe (powietrze, woda) to zupełnie nowe wyzwanie.
Naukowcy opracowali dla swoich robotów rybnych system koordynacji oparty na niebieskich diodach LED. Każdy podwodny robot, noszący nazwę Bluebot, jest wyposażony w dwie kamery i trzy diody LED. Wbudowane kamery z obiektywami typu rybie oko wykrywają diody LED sąsiednich Bluebotów i wykorzystują niestandardowy algorytm do określania ich odległości i kierunku poruszania się. Opierając się na prostej produkcji i wykrywaniu światła LED naukowcy wykazali, że Blueswarm może wykazywać złożone samoorganizujące się zachowania.
„Każdy Bluebot bezwarunkowo reaguje na stanowisko sąsiadów” – powiedział dr Florian Berlinger z Wyss Institute i SEAS, autor artykułu opublikowanego w „Science Robotics”. „Tak więc, jeśli chcemy, aby roboty agregowały dane, każdy Bluebot obliczy położenie każdego ze swoich sąsiadów i przesunie się w kierunku środka. Jeśli chcemy, aby roboty się rozproszyły – postępują odwrotnie. Jeśli chcemy, aby pływały w kółko jak ławica są zaprogramowane tak, aby podążały za światłami bezpośrednio przed nimi w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara”.
Naukowcy zasymulowali prostą misję poszukiwawczą z czerwonym światłem w zbiorniku. Korzystając z algorytmu rozpraszania, Blueboty rozprzestrzeniły się, aż jeden z nich zbliżył się na tyle blisko źródła światła, aby je wykryć. Gdy robot wykryje światło, jego diody LED zaczną migać, co uruchomi algorytm agregacji w pozostałej części szkoły. Stamtąd wszystkie Blueboty skupiają się wokół sygnalizującego robota.
„Nasze wyniki stanowią kamień milowy w badaniu podwodnych, samoorganizujących się zbiorowych zachowań” – powiedział Nagpal. „Spostrzeżenia z tych badań pomogą nam opracować przyszłe miniaturowe podwodne roje, które mogą monitorować środowisko i prowadzić obserwacje w bogatych wizualnie, ale wrażliwych środowiskach, takich jak rafy koralowe. Badania te otwierają również drogę do lepszego zrozumienia ławic ryb poprzez syntetyczne odtworzenie ich zachowań”.
Wyniki badań zostały opublikowane w Science Robotics
https://robotics.sciencemag.org/content/6/50/eabd8668
(raj)
Źródło: wyss.harvard.edu, Science
Robotics
Fot. Wyss Harvard Institute.
Jak śpią wieloryby?
Kaszaloty drzemią w pozycji wyprostowanej, dryfując, przez około 10 do 15 minut na raz. Podczas tych drzemek nie oddychają i nie poruszają się. Naukowcy udokumentowali to niezwykłe zachowanie wielkich ssaków w 2008 r.
Podwodne latawce na Wyspach Owczych.
Wyobraź sobie, że stoisz na plaży i bawisz się latawcem. Trzymając linkę czujesz, z jaką siłą wiatr unosi go coraz wyżej. Poruszając latawcem na boki, rysując na niebie ósemki zauważysz z pewnością, że jego szybkość wzrasta. Jeśli przymocuje się do latawca turbinę i umieści go w oceanie, gdz...
Pływające miasto w kształcie żółwia.
Jeśli Pangeos zostanie wybudowany będzie największą pływającą konstrukcją na świecie, jaką kiedykolwiek zbudowano. Nie ma jednak pewności, czy ten projekt zostanie zrealizowany – obecnie nie ma stoczni, która mogłaby zbudować tak ogromną jednostkę.
AI Capitan doprowadził Mayflower z Anglii do Kanady.
Rejs autonomicznego statku Mayflower dowiódł, że sztuczna inteligencja (AI – ang. Artificial Intelligence) może być skutecznie wykorzystywana w transporcie morskim, w tym w sterowaniu statkami pokonującymi światowe oceany. W czerwcu 2022 roku autonomiczny trimaran zakończył rejs z Plymouth w Wielkiej Brytanii do Hal...
Królowa patentów urodziła się w Szczecinie.
Jest twórczynią 700 patentów dotyczących technologii kompresji wideo, których wartość szacowana jest na 1 miliard dolarów. Jak podaje PatentVector, zajmujący się globalną analizą danych patentowych, zajmuje pierwsze miejsce na świecie wśród kobiet – wynalazczyń patentów. Dr Marta Karczewicz urodziła się w Szczecinie (1970 r.), studiow...
Trajkonauci z „Niebiańskiego Pałacu”
31 października Chiny uruchomiły ostatni element stacji kosmicznej Tiangong, kończąc tym samym jej budowę. Po zdeorbitowaniu 23 marca 2001 roku rosyjskiej stacji Mir „Niebiański Pałac”, bo tak tłumaczy się nazwę chińskiej stacji, będzie jedynym kosmicznym sąsiadem międzynarodowej ISS (International Space Station).
