Els "robots muts" realitzen tasques aprofitant les característiques físiques 

Perquè els eixams de robots actuïn col·lectivament, els investigadors han de coreografiar les seves interaccions basant-se en algorismes i components avançats. Tanmateix, si els robots són senzills i no tenen programació avançada, rarament es pot aconseguir un comportament coordinat. 

Dana Randall, professora d'informàtica ADVANCE i Daniel Goldman, professor de la família Dunn, han dirigit un equip d'investigadors del Georgia Institute of Technology per abordar aquest problema. L'equip es va proposar demostrar com els robots senzills encara poden realitzar tasques que van més enllà de les capacitats d'un. 

El investigació es va publicar a la revista Els avenços de la ciència 23 d'abril. 

Els robots muts aconsegueixen tasques complexes

Anomenats "robots muts", l'equip va utilitzar el que eren bàsicament partícules granulars mòbils, i això és el que es van proposar demostrar que poden aconseguir tasques complexes. Els investigadors van informar que van poder eliminar tots els sensors, comunicació, memòria i càlcul dels robots, i van aprofitar les característiques físiques dels robots per completar un conjunt de tasques. Segons l'equip, aquest tret s'anomena "encarnació de la tasca".

Els BOBbots, que significa "comportar-se, organitzar-se, brunzir bots", van rebre el nom de Bob Behringer, un pioner en la física granular. 

Els robots són "aproximadament tan tontos com es fan", diu Randall. "Els seus xassís cilíndric tenen raspalls vibrants a sota i imants solts a la seva perifèria, cosa que els fa passar més temps a llocs amb més veïns".

Simulacions per ordinador

Juntament amb la plataforma experimental, l'equip també es va basar en simulacions per ordinador precises dirigides per Shengkai Li, un estudiant de física de Georgia Tech. Aquestes simulacions van ajudar a estudiar diversos aspectes del sistema que no es van poder examinar al laboratori. 

Els BOBbots són extremadament senzills, però els investigadors encara van demostrar que quan els robots es mouen junts i xoquen entre ells, "es formen agregats compactes que són capaços d'eliminar col·lectivament restes massa pesades perquè un sol es mogui", explica Goldman. "Si bé la majoria de la gent construeix robots cada cop més complexos i cars per garantir la coordinació, volíem veure quines tasques complexes es podrien fer amb robots molt senzills".

El treball de l'equip es va inspirar en un model teòric de partícules que es mouen en un tauler d'escacs, i per tal d'estudiar un model matemàtic dels BOBbots, es va desenvolupar una abstracció teòrica anomenada sistema de partícules autoorganitzades. A partir de la teoria de la probabilitat, la física estadística i els algorismes estocàstics, l'equip va poder demostrar que a mesura que augmentaven les interaccions magnètiques, el model teòric passa per un canvi de fase. Passa ràpidament de dispersa a agregada, formant cúmuls compactes similars a sistemes com l'aigua i el gel.

Randall també és professor d'informàtica i professor adjunt de matemàtiques a Georgia Tech. 

"L'anàlisi rigorosa no només ens va mostrar com construir els BOBbots, sinó que també va revelar una robustesa inherent del nostre algorisme que va permetre que alguns dels robots fossin defectuosos o impredictibles", diu Randall.