"الروبوتات الغبية" تنجز المهام من خلال الاستفادة من الخصائص الفيزيائية 

لكي تعمل أسراب الروبوتات بشكل جماعي ، يجب على الباحثين تصميم تفاعلاتهم من خلال الاعتماد على الخوارزميات والمكونات المتقدمة. ومع ذلك ، إذا كانت الروبوتات بسيطة مع نقص في البرمجة المتقدمة ، فنادراً ما يمكن تحقيق السلوك المنسق. 

قاد دانا راندال ، أستاذة الحوسبة المتقدمة ودانييل جولدمان ، أستاذ عائلة دن ، فريقًا من الباحثين في معهد جورجيا للتكنولوجيا لمعالجة هذه المشكلة. شرع الفريق في توضيح كيف أن الروبوتات البسيطة لا تزال قادرة على إنجاز المهام التي تتجاوز قدرات الإنسان. 

• بحث تم نشره في المجلة علم السلف في أبريل 23. 

الروبوتات الغبية تحقق المهام المعقدة

استخدم الفريق ، الذي أطلق عليه اسم "الروبوتات الغبية" ، ما كان أساسًا جزيئات حبيبية متحركة ، وهذه هي ما شرعوا في إثبات قدرته على تحقيق مهام معقدة. أفاد الباحثون أنهم تمكنوا من إزالة جميع أجهزة الاستشعار والتواصل والذاكرة والحسابات من الروبوتات ، واستفادوا من الخصائص الفيزيائية للروبوتات لإكمال مجموعة من المهام. وفقًا للفريق ، تسمى هذه السمة "تجسيد المهمة".

تم تسمية BOBbots ، والتي تعني "تتصرف ، تنظم ، وتصدر صوتًا آليًا" على اسم بوب بيرينجر ، الرائد في الفيزياء الحبيبية. 

يقول راندال إن الروبوتات "غبية بقدر ما تكون". "هيكلها الأسطواني مزود بفرشاة تهتز أسفلها ومغناطيسات فضفاضة على أطرافها ، مما يجعلها تقضي وقتًا أطول في مواقع بها جيران أكثر."

المحاكاة الحاسوبية

إلى جانب المنصة التجريبية ، اعتمد الفريق أيضًا على عمليات محاكاة حاسوبية دقيقة بقيادة Shengkai Li ، طالب فيزياء جورجيا للتكنولوجيا. ساعدت هذه المحاكاة في دراسة جوانب مختلفة من النظام لم يكن من الممكن النظر إليها في المختبر. 

تشرح جولدمان أن روبوتات BOBbots بسيطة للغاية ، لكن الباحثين ما زالوا يبرهنون على أنه عندما تتحرك الروبوتات معًا وتصطدم ببعضها البعض ، "تتشكل مجاميع مدمجة قادرة على إزالة الحطام الثقيل جدًا بحيث لا يمكن لأحد أن يتحرك بمفرده". "بينما يقوم معظم الناس ببناء روبوتات معقدة ومكلفة بشكل متزايد لضمان التنسيق ، أردنا أن نرى المهام المعقدة التي يمكن إنجازها باستخدام روبوتات بسيطة للغاية."

استلهم عمل الفريق من نموذج نظري للجسيمات التي تتحرك على رقعة الشطرنج ، ومن أجل دراسة نموذج رياضي للروبوتات BOBbots ، تم تطوير تجريد نظري يسمى نظام الجسيمات ذاتية التنظيم. من خلال السحب من نظرية الاحتمالات ، والفيزياء الإحصائية ، والخوارزميات العشوائية ، تمكن الفريق من إثبات أنه مع زيادة التفاعلات المغناطيسية ، يمر النموذج النظري بتغيير طوري. يتحول بسرعة من التشتت إلى التجميع ، مكونًا عناقيد مدمجة مشابهة لأنظمة مثل الماء والجليد.

راندال هو أيضًا أستاذ في علوم الكمبيوتر وأستاذ مساعد للرياضيات في Georgia Tech. 

يقول راندال: "لم يوضح لنا التحليل الدقيق كيفية بناء BOBbots فحسب ، بل كشف أيضًا عن قوة متأصلة في خوارزميتنا التي سمحت لبعض الروبوتات بأن تكون معيبة أو لا يمكن التنبؤ بها".