
«Человеческая» нервная система успешно «рулит» целым роем роботов
Группы слаженно двигающихся роботов часто называют роями, по аналогии с пчёлами. Создание таких роёв привлекает робототехников, так как обещает на практике повышенную скорость и эффективность. А это крайне важно, когда, например, нужно спасти пострадавших от стихийных бедствий или вести мониторинг территорий после аварии на химическом производстве.
Исследователи из Свободного университета Брюсселя (ULB) разработали для этого фреймворк, то есть программную платформу, которая определяет организацию роботов. Новую роевую архитектуру создавали по примеру нервной системой человека с целью улучшить взаимодействие между роботами. Эксперименты с новыми алгоритмами показали, что роботы благодаря им организуются в подгруппы. И это улучшает координацию, когда вся группа исследует окружающую среду, перемещается или планирует дальнейшие действия.
— Мэри Кэтрин Генрих, сотрудница лаборатории искусственного интеллекта в ULB.
Связана такая заминка с тем, что у методов самоорганизации машин остаются существенные недостатки. Очень непросто запрограммированного индивидуально робота объединить с другими устройствами в слаженную эффективную группу.

Суть новой платформы — в создании и восстановлении самоорганизующихся иерархий. Иначе говоря, придуманный в ULB фреймворк помогает роботам самостоятельно сплачиваться в сеть с динамическим (переменчивым) управлением. Создатели назвали своё достижение самоорганизующейся нервной системой (SoNS).
При объединении в сеть роботы временно и по очереди берут на себя определённые задачи в непостоянной иерархии руководства, схожей с подчинённостью элементов в человеческой нервной системе. Верховное звено в роевой иерархии — «мозг», который контролирует группу во время задания.
Генрих пояснила, что в сети SoNS каждое устройство вступает во взаимодействие лишь с ближайшими роботами. И это позволяет избежать недостатков, которые возможны при централизации.
По мере необходимости пакеты информации с датчиков могут объединяться для передачи вверх по иерархии. А если смотреть сверху вниз, от «мозга» к остальным составляющим, то руководящие сообщения могут разделяться по мере передачи «вниз по течению». При этом равновесие между индивидуальным и коллективным типами поведения способно активно отлаживаться.
Роевая архитектура SoNS действует как своего рода «промежуточное программное обеспечение» для роботов. При этом алгоритмы «организации труда» позволяют отдельным устройствам объединяться в динамические иерархии. В складывающейся по мере необходимости сети роботы могут оптимально задействовать свои возможности ради успеха поставленной задачи.
— профессор Марко Дориго, ULB.
Генрих и Дориго с другими коллегами протестировали своё ПО сначала в компьютерной симуляции с 250 летающими коптерами и наземными роботами, а затем в экспериментах с реальными устройствами. Результаты опытов подтвердили: с новым подходом удаётся координировать действия множества машин ещё эффективнее.
Разработчики верят, что их достижение в итоге улучшит применение робототехнических роёв в реальных условиях.
Исследователи из Свободного университета Брюсселя (ULB) разработали для этого фреймворк, то есть программную платформу, которая определяет организацию роботов. Новую роевую архитектуру создавали по примеру нервной системой человека с целью улучшить взаимодействие между роботами. Эксперименты с новыми алгоритмами показали, что роботы благодаря им организуются в подгруппы. И это улучшает координацию, когда вся группа исследует окружающую среду, перемещается или планирует дальнейшие действия.
За последние пару десятилетий роевая робототехника далеко продвинулась в организации коллективных действий без центрального «мозга». Однако пока рои роботов ещё не начали широко применять в реальных ситуациях
— Мэри Кэтрин Генрих, сотрудница лаборатории искусственного интеллекта в ULB.
Связана такая заминка с тем, что у методов самоорганизации машин остаются существенные недостатки. Очень непросто запрограммированного индивидуально робота объединить с другими устройствами в слаженную эффективную группу.

Суть новой платформы — в создании и восстановлении самоорганизующихся иерархий. Иначе говоря, придуманный в ULB фреймворк помогает роботам самостоятельно сплачиваться в сеть с динамическим (переменчивым) управлением. Создатели назвали своё достижение самоорганизующейся нервной системой (SoNS).
При объединении в сеть роботы временно и по очереди берут на себя определённые задачи в непостоянной иерархии руководства, схожей с подчинённостью элементов в человеческой нервной системе. Верховное звено в роевой иерархии — «мозг», который контролирует группу во время задания.
Генрих пояснила, что в сети SoNS каждое устройство вступает во взаимодействие лишь с ближайшими роботами. И это позволяет избежать недостатков, которые возможны при централизации.
По мере необходимости пакеты информации с датчиков могут объединяться для передачи вверх по иерархии. А если смотреть сверху вниз, от «мозга» к остальным составляющим, то руководящие сообщения могут разделяться по мере передачи «вниз по течению». При этом равновесие между индивидуальным и коллективным типами поведения способно активно отлаживаться.
Роевая архитектура SoNS действует как своего рода «промежуточное программное обеспечение» для роботов. При этом алгоритмы «организации труда» позволяют отдельным устройствам объединяться в динамические иерархии. В складывающейся по мере необходимости сети роботы могут оптимально задействовать свои возможности ради успеха поставленной задачи.
На основе SoNS у роботов получается координировать коллективные действия для сбора данных, запуска механизмов и принятия решений, не жертвуя гибкостью и стабильностью всего роя.
Иначе говоря, архитектура SoNS даёт возможность программировать группу устройств как всего лишь одного робота
Иначе говоря, архитектура SoNS даёт возможность программировать группу устройств как всего лишь одного робота
— профессор Марко Дориго, ULB.
Генрих и Дориго с другими коллегами протестировали своё ПО сначала в компьютерной симуляции с 250 летающими коптерами и наземными роботами, а затем в экспериментах с реальными устройствами. Результаты опытов подтвердили: с новым подходом удаётся координировать действия множества машин ещё эффективнее.
Разработчики верят, что их достижение в итоге улучшит применение робототехнических роёв в реальных условиях.
- Дмитрий Ладыгин
- science.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Голубые гренландские озера превратились в коричневые фабрики по производству парниковых газов
Эксперты говорят: вода в этих озерах — бомба замедленного действия....

Секретные символы на карте XVI века позволят открыть величайшую тайну Америки
Эксперты уверены: разгадка пропавшей колонии Роанок близка как никогда....

Почему мужчины эволюционируют вдвое быстрее женщин?
Новое исследование ставит под вопрос наши представления о биологии....

Что скрывает «идеальный квадрат» на Марсе?
Версии ученых, конспирологов и Илона Маска....

Сталин пообещал целый миллион долларов за расшифровку письменности древней цивилизации
Участвовать в конкурсе, объявленном правительством индийского штата, может абсолютно любой желающий....

Неандертальцы не просто выжили в ледниковый период — они процветали
Доказательство тому — археологические раскопки....

Отсекли голову, а тело «разобрали» на части
Ученые нашли очередную «вампирскую» могилу в Хорватии....

Едва не получила премию Дарвина: американка ввела себе яд чёрной вдовы
Пытаемся разобраться: что было потом и зачем вообще это было сделано....

Вселенная ускоряется… или мы все ошибаемся?
Космический телескоп открыл данные, которые поставили ученых в тупик....

Почти люди: бонобо осознавали человеческое непонимание и влияли на ситуацию
Важная способность подсказывать и делиться знаниями....

Развенчан миф о породах собак: удивительная правда о мнимых «сверхспособностях»
Не считая плоскомордых....

Волшебное слово на букву f: непрошенные выдачи в Google легко победить сквернословием
Впрочем, эту лазейку вскоре могут закрыть....

С помощью ИИ получили самовосстанавливающийся асфальт
Сделан шаг к более экономичным дорогам....

Жить в Британии становится все опаснее: теперь жителям угрожают вспышки диареи
По словам ученых, это последствия изменения климата. И это только начало…...

Super в действии: резвый беспилотник умеет преследовать даже в тёмном лесу
Новинка из Гонконга уверенно летает по неизвестной местности....

Тревожные социопаты в погоне за секретами
Бывшие агенты ЦРУ рассказали, как психические расстройства помогали им служить во благо Америки....