Nu skal robotter samarbejde ligesom myrer

Af Palle Vibe, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Små myrers flid, styrke, effektivitet og samarbejdsevne er legendarisk. Man kan godt få den opfattelse ved at observere de små insekter, at myrer kan tænke og bevidst er i stand til at bygge store indviklede tuer over som under jorden, udkæmpe strategiske slag med fjender eller andre myrestammer og endog holde husdyr
i form af bladlus. Men moderne forskning viser, at det langt fra forholder sig sådan.

Deres præstationer bygger alene på et instinkt, der fortæller dem, hvad de skal gøre i bestemte tilfælde, og hvordan de skal reagere på bestemte begivenheder. Alt, hvad den enkelte myre reelt er i stand til at overskue, er fire simple instruktioner, og deres instinkt minder forbavsende meget om den kendte simple computeralgoritme ”if … then”. Det er faktisk ikke helt forkert at sige, at myrer er små levende robotter, der er programmeret efter et meget simpelt program af denne type.

Nu har et fransk-baseret forskerteam fra L’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) i samarbejde med Osaka Universitet udviklet nogle små robotter, der på mange måder minder om myrer. Tribots kaldes de, og der er tale om et meget basalt design og en spartansk opbygning. Robotterne består af blot tre sæt tynde printplader, der er foldet sammen til en sandwich og hængslet sammen.

Tribots kan både foretage længde- og højdespring. Den kan springe op til 23 cm langt eller næsten fire gange egen længde og 14 cm højt, hvilket svarer til 2,5 gange egen højde.

Vejer kun 5 gram

De små robotter er udviklet under ledelse af lektor og ph.d. Zhenishbek Zhakypov og professor Jamie Paik, der også er direktør for det genkonfigurerbare robotlaboratorium på EPFL. ”Myrerne” er omkring 5 cm høje og vejer 10 g, og deres tre sandwichplader består af tre tynde kompositprints foldet sammen som en slags origami – eller vel nærmere robogami – og de rummer alle robottens fornødne processorkredsløb, strømforsyning mv.

Samtidig er hver enkelt robot helt autonom. Robotterne er som standard udstyret med infrarøde sensorer og afstandsmålere, der gør det muligt for dem at navigere og kommunikere indbyrdes. Flere andre typer sensorer vil kunne tilføjes afhængigt af formål.

De tre sammenhængslede printplader er desuden forsynet med fjedre imellem sig, der dels fastholder dem i en trekant som udgangsposition, og dels sørger for at trække printpladerne tilbage til denne udgangsposition, når robotterne har udført bevægelser, hvilket de gør ved at aktivere forskellige aktuatorer på deres print.

En Tribot kan på den måde både hoppe og springe vandret og lodret, slå saltomortaler (over forhindringer) samt kravle og gå. Det kan så godt være, at de i virkeligheden bevæger sig mere som en målerlarve end som myrer, men dette alsidige bevægelsestalent gør det alligevel muligt for dem at påtage sig ret forskellige roller og opgaver.

Nogle kan eksempelvis agere spejdere, der undersøger terrænet og informerer de andre. Andre er arbejdere, som går sammen om at løse opgaver og flytte genstande, der er meget større end dem selv. Endnu andre Tribots kan fungere som ledere, der fordeler opgaver og giver ordrer. Og robotterne kan selv skifte mellem disse roller, som situationen kræver det, hvilket ingen levende myre er i stand til at gøre efter.

Ikke særlig kloge

De enkelte Tribots er ikke specielt intelligente, men i kraft af deres programmering kan de udnytte deres evner på intelligent måde og opvise en form for kollektiv klogskab, der gør, at de kan tilpasse sig vekslende forhold og klare uventede situationer langt bedre end både flyvende droner og andet avanceret militærmaskineri.

På den måde kan de små robotter ifølge forskerne løse en mangfoldighed af praktiske opgaver – også stå for eftersøgninger eller indgå i redningsoperationer. Robotterne kan endda forme sværme, der udforsker et område langt hurtigere og mere effektivt end med andre metoder – uden at gøre brug af hverken GPS eller video.

Lektor Zhenishbek Zhakypov og professor Jamie Paik, der også er direktør for det genkonfigurerbare robotlaboratorium på EPFL, har ledet udviklingen af de små Tribots.

Gennem ukendt terræn

Man kan for eksempel forestille sig en lille gruppe Tribots ude i felten. De står over for at skulle krydse et vanskeligt og ukendt terræn. Robotsværmens leder vil da udsende en spejder, som med sine sensorer kan registrere forhindringer, huller og andre uregelmæssigheder i terrænet og sende oplysninger herom tilbage til resten af gruppen.

Baseret på disse data kan gruppelederen udnævne et arbejdshold, der på forskellig måde vil forsøge at udjævne ruten. Hvis det ikke umiddelbart er muligt, vil lederen måske bede spejderen om at undersøge, om terrænets eventuelle forhindringer kan forceres ved eksempelvis at hoppe over dem eller prøve sig frem til andre mulige løsninger. Det kan godt være, at det måske ikke går særlig hurtigt, men det er heller ikke formålet. For Tribots er missionen at kunne tilpasse sig skiftende vilkår og løse vilkårlige opgaver.

En Tribot er komplet autonom og selvforsynende med strøm og skal ikke trække en besværlig ledning efter sig. Se mere på: https://www.youtube.com/watch?v=YGpBieCrKKQ

Robotter behøver ikke være store og tunge. Denne forskning viser, at små og lette robotter er lige så nyttige og kan håndtere nye opgaver. Og så er de ikke så kostbare. En Tribot kan produceres for en rund tier. Derfor vil det ikke være økonomisk uoverkommeligt at sprede et par snese eller et par hundrede over et givet område og bede dem om at kortlægge dette område for stråling, varmekilder eller andre vigtige oplysninger.

Kommer en enkelt Tribot herunder ulykkeligt af dage, vil andre straks kunne indtage dens plads. Tribots er stadig på prototypestadiet, men alt tyder på, at de i fuldt udviklede, serieproducerede udgaver vil kunne danne en helt ny robottype, som kan løse opgaver andre kollektive robotsystemer ikke kan håndtere.