مورچه‌ها الهام بخش ربات ها در انجام کارهای گروهی ‌شدند

یک مورچه خیلی باهوش نیست، اما می توانید یک دسته از آنها را کنار هم قرار دهید و چیزهای قابل توجهی را از آنها مشاهده کنید.

به گزارش تکناک، با الهام از این رفتار نوظهور همکاری، محققان هاروارد ربات هایی ساخته‌اند که می‌توانند بدون نیاز به برنامه خاصی برای کارهای پیچیده با هم کار کنند.

تا اندازه ای، یک کلنی از مورچه ها بر اساس الگوریتم ها رفتار می کنند، بدین شکل که مورچه ها به طور خاص به یک کار فکر نمی کنند، اما آنها از مجموعه ای از قوانین غریزی پیروی می کنند که آنها را به سمت شاهکارهای پیچیده مهندسی، مانند حفر شبکه های تونل یا ساختن پل، راهنمایی می کند. آنها با استفاده از شاخک های خود و آزاد کردن ماده فرمون برای شناسایی مسیر با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

تیم هاروارد با انجام آزمایشی با قرار دادن گروه کوچکی از مورچه‌ها که در داخل یک تله دایره‌ای که توسط یک دیوار شنی نرم احاطه شده است، ، شروع کردند تا ببینند چگونه با هم برای فرار کار می‌کنند. در ابتدا، مورچه ها همه به طور تصادفی در اطراف سرگردان بودند، اما به زودی برخی از آنها شروع به حفاری در دیوارها در نقاط پراکنده کردند. با گذشت زمان، تیم متوجه شد که مورچه‌ها حفاری انفرادی خود را رها کردند و در عوض هم گروه می‌شوند تا روی یک تونل کارآمدتر کار کنند تا در نهایت موفق به بیرون آمدن از مانع شوند.

بر اساس مشاهدات خود، محققان مدل های ریاضی از آنچه در حال رخ دادن بود ساختند. هنگامی که مورچه ها با یکدیگر برخورد می کردند، از طریق شاخک های های خود ارتباط برقرار می کردند. با گذشت زمان، آنها شروع به تمرکز در مناطقی کردند که بیشتر بتوانند با هم تعامل داشته باشند و یک حلقه بازخورد ایجاد کنند. مورچه ها در این مکان‌ها بیشتر و بیشتر جمع می‌شدند. این باعث می‌شود که آنها تلاش خود را بر حفاری در یک نقطه متمرکز کنند تا بتوانند از آن عبور کنند، نه اینکه هر مورچه‌ای تونل خود را حفر کند.

با وجود این مدل، تیم سپس تصمیم به ساخت ربات هایی کرد که از قوانین مشابه پیروی می‌کردند. مورچه های رباتیک که آنها را RANts می نامیدند، فرمون های شیمیایی تولید نمی کردند، بلکه میدان های نوری یا “فوتورمون ها” را از خود به جای گذاشتند که هر چه بیشتر ربات ها از آنجا عبور می کردند، روشن تر می شدند.

RANts ها طوری برنامه‌ریزی شده بودند که از سه قانون ساده پیروی کنند. آنها باید شیب (گرادیان) میدان فتورومون را دنبال می‌کردند، از ربات  های دیگری که در مناطق با چگالی میدان زیاد بودند دوری می‌کردند، و موانعی را که چگالی آن بالا بود را برمی‌داشتند و آنها را به مناطق با چگالی کم منتقل می‌کردند.

مطمئناً، این قوانین به ربات های مورچه اجازه می‌داد تا مانند آزمایش مورچه‌ها همکاری کنند. هنگامی که ربات ها در اتاقک خود قرار گرفتند و توسط چندین حلقه از موانع کوچک احاطه شدند، به زودی ربات‌ها متوجه شدند که بهترین طرح فرار این است که با هم کار کنند تا روی یک نقطه تمرکز کنند.

این تکنیک می‌تواند برای طراحی گروه‌هایی از ربات های ساده که می‌توانند کارهای پیچیده را با همکاری یکدیگر انجام دهند، حیاتی باشد، و نمونه‌های زیادی از ربات‌های الهام‌گرفته از مورچه وجود دارد. این تیم می گوید که این به طور بالقوه می تواند تا ده ها یا صدها ربات برای طیف وسیعی از موارد استفاده شود، با این امتیاز اضافه که حتی اگر تعداد کمی از ربات ها شکست بخورند، تیم به طور کلی باز هم می تواند کار را انجام دهد.

گانگا پراسات نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ما نشان دادیم که چگونه تکمیل مشارکتی وظایف می تواند از قوانین ساده ناشی شود و چنین قوانین رفتاری مشابهی را می توان برای حل مشکلات پیچیده دیگر مانند ساخت و ساز، جستجو و نجات و دفاع به کار برد.