Índice analítico[Ocultar][Mostrar]
Cando as colonias de formigas do exército buscan o bosque en busca de alimentos ou subministracións, adoitan atoparse con lagoas xeográficas que as formigas individuais non poden superar.
Así que constrúen pontes usando eles mesmos en lugar de pólas ou follas. Sen un líder claro ao mando, os insectos deciden dalgún xeito unir os seus corpos para formar unha ponte viva que permite que algunhas formigas pasen e cheguen ao obxecto.
Esta é a intelixencia do enxame, a miúdo coñecida como enxame de intelixencia artificial. A frase refírese ao comportamento colectivo coordinado e descentralizado de axentes biolóxicos ou artificiais que actúan de forma concertada para acadar obxectivos.
As abellas melíferas usan a intelixencia dos enxames cando envían "abellas exploradoras" para localizar novas colonias potenciais. Cando os paxaros migran aos galos e forman bandadas para buscar alimento, son o exemplo perfecto diso.
Ademais, os peixes úsano para crear bancos, o que lles dá miles de ollos en lugar de só dous para estar atentos aos depredadores. Noutras palabras, hai poder e intelixencia nos números.
A disciplina da robótica de enxame, que trata de construír grupos de robots básicos que traballen xuntos de forma autónoma para executar tarefas que calquera dos robots individuais probablemente non podería realizar por si só, está motivada por estes comportamentos colectivos dos animais.
Os robots de enxame poden completar tarefas complicadas sen ser custosos nin moi sofisticados.
Pola contra, as directivas básicas como "avanzar cara a unha fonte de luz" poden ser asignadas por algoritmos a cada robot individual. Despois, a través das interaccións dos robots, pódense desenvolver comportamentos sofisticados.
Pero noutras situacións, aos robots cústalles máis mostrar estas características emerxentes.
Este artigo examinará de cerca a robótica enxame, incluíndo as súas características, aplicacións e moito máis.
Que é Swarm Robotics?
A robótica de enxame é o estudo de como se poderían construír robots de estrutura e comportamento simples para garantir que un comportamento colectivo desexable xurda das interaccións locais entre os robots e as interaccións entre os robots e o seu entorno.
A robótica de enxame, para dicirllo simplemente, é o uso de moitos robots que traballan xuntos para resolver problemas desenvolvendo estruturas e comportamentos vantaxosos como os que se observan en sistemas naturais como enxames de abellas, aves ou peixes.
As ideas de intelixencia de enxame, ou o comportamento colectivo de sistemas descentralizados e autoorganizados, son o fundamento da disciplina práctica da robótica de enxame (natural ou artificial).
A investigación sobre a intelixencia dos enxames está moi influenciada polos sistemas biolóxicos que se ven na natureza, como colonias de formigas, bancos de peixes, bandadas de aves, etc.
Estes tipos de enxames naturais conteñen individuos con habilidades moi limitadas e pouca comprensión xeral da actividade ou da comunidade.
Non obstante, os investigadores demostraron que estes enxames poden mostrar un comportamento grupal moi intrincado e intelixente mediante o contacto local cos seus veciños máis próximos e a transferencia de información asociada.
A robótica de enxame incorpora estas características e revelacións. O obxectivo é crear robots que, por si mesmos, teñan estruturas e comportamentos extremadamente básicos e sexan incapaces de realizar a actividade requirida.
Estes robots sinxelos, con todo, comunícanse e traballan xuntos como un grupo ou un enxame para realizar a tarefa requirida, o que resulta na formación dun comportamento de enxame complicado e práctico.
Os robots de enxame utilízanse actualmente tanto en actividades militares como exploratorias. En breve poden estar presentes en sectores como a minería e a agricultura.
Como funcionan os robots Swarm?
Os robots de enxame adoitan medir moito menos que os robots autónomos estándar (aínda que non son tan pequenos como un nanobot).
Para que se complete unha tarefa, un enxame de robots, que pode variar en tamaño desde unhas poucas ducias a máis de mil, deben traballar xuntos perfectamente.
Isto conséguese mediante un tipo de organización coñecida como "intelixencia de enxame", que promove un alto nivel de flexibilidade nun sistema formado por moitos individuos aínda controlados por ningún deles.
Isto baséase en principios biolóxicos que se observan en rabaños de certos insectos, animais, bandadas de aves e mesmo bancos de peixes.
Os robots de enxame intentan esencialmente imitar as habilidades destas criaturas para mostrar unha actividade colectiva en resposta á estimulación externa e para completar unha tarefa.
Un alto grao de redundancia da máquina permite que un enxame robótico funcione dun xeito similar, o que significa que a perda dun ou mesmo algúns robots non afectará significativamente a capacidade do enxame para funcionar como un todo.
Debido a isto, os robots de enxame poden ser amplamente despregados a unha serie de situacións e distribuírse de forma dinámica para completar unha tarefa a pesar dos desafíos que se presentan no seu camiño.
Características dos robots Swarm
- O enxame de robots debe ser autosuficiente e capaz de detectar e responder ao seu contorno.
- O enxame debe ser homoxéneo; pode ter varias agrupacións, pero non debería haber unha cantidade excesiva delas.
- Cada tarefa que un enxame de robots é necesario para facer como unidade debe estar apoiada por un número suficiente de robots.
- Todos os robots só teñen que ter capacidades locais de detección e comunicación cos veciños dos seus compañeiros de enxame. Isto garante que a coordinación do enxame esténdese e que o sistema sexa escalable.
- Cada robot do enxame debe ser incompetente e ineficaz para acadar o seu obxectivo principal; así, deben traballar xuntos para ter éxito e aumentar o rendemento.
aplicacións
Agardamos que poidamos resolver algúns dos problemas máis desafiantes aos que nos enfrontamos agora mesmo grazas aos robots de enxame. Poden solicitar creatividade humana a case calquera circunstancia grazas á súa capacidade de escalar e adaptarse a calquera ambiente.
Por exemplo, realizouse moitas investigacións sobre el como unha estratexia potencial para apoiar os ecosistemas que fallan ante o cambio climático e outros desastres naturais.
A robótica de enxames ten o potencial de ampliarse para producir abellas e insectos sintéticos que poidan polinizar cultivos e outras plantas importantes para garantir a súa supervivencia e evitar unha catástrofe catastrófica.
As tarefas que deben completarse en lugares enormes ou desestruturados onde non hai infraestrutura que se poida utilizar para xestionar os robots, como ningunha rede de comunicación accesible ou sistema de localización global, son outro dominio posible de aplicación para a robótica de enxames.
Os enxames de robots poden usarse para este tipo de tarefas xa que poden funcionar de forma independente sen a axuda de ningunha infraestrutura ou coordinación externa.
A exploración planetaria submarina ou extraterrestre, a vixilancia, a eliminación de minas e a busca e rescate son algúns exemplos de traballos en contornas enormes e non estruturadas.
Ademais, suxeriuse que as técnicas de robótica de enxame poderían usarse para substituír case por completo as forzas convencionais.
En forma de drons autónomos, os robots xa foron amplamente utilizados por varias forzas aéreas de todo o mundo, e a mariña estadounidense experimentou con flotas robóticas que poden reaccionar ás ameazas ao instante.
Afortunadamente, hai outras aplicacións moito máis benignas para esta tecnoloxía. O emprego de robots de enxame para xestionar unha rede de vehículos terrestres ou aerotransportados ou para construír unha sólida misión exploratoria pode allanar o camiño para vehículos autónomos.
Conclusión
En resumo, Swarm Robotics está a desenvolver e crecer, e características como a autonomía do robot, o control descentralizado, a capacidade de toma de decisións en grupo, a alta tolerancia a fallos, etc., fan que Swarm Robotics sexa ideal para resolver problemas prácticos.
Os usos futuros da robótica de enxame incluirán a entrega de material dirixido, a agricultura precisa, a impresión en enxame en 3D, as operacións de vixilancia, defensa, busca e rescate e moitos máis.
Facer viable economicamente o proceso de fabricación do enxame e desenvolver un enfoque fiable para construír o algoritmo de control para cada membro do enxame son dous dos problemas fundamentais que deben superarse no camiño.
Deixe unha resposta