身体的特徴を活かして任務を遂行する「ダムロボット」 

ロボットの群れが集団的に行動するためには、研究者は高度なアルゴリズムとコンポーネントを利用してロボットの相互作用を振り付けする必要があります。 ただし、ロボットが高度なプログラミングを欠いて単純な場合、協調的な動作はほとんど実現できません。 

ADVANCE コンピューティング教授の Dana Randall 氏と Dunn Family 教授の Daniel Goldman 氏は、ジョージア工科大学の研究者チームを率いてこの問題に取り組んできました。 チームは、単純なロボットがロボットの能力を超えたタスクをどのように実行できるかを実証することに着手しました。 

　 研究 ジャーナルに掲載されました 科学の進歩 4月23で。 

愚かなロボットが複雑なタスクを達成する

「ダムロボット」と呼ばれるこのチームは、基本的には可動性の粒状粒子を使用しており、これらが複雑なタスクを達成できることを証明しようと試みたものである。 研究者らは、ロボットからすべてのセンサー、通信、記憶、計算を取り除くことができ、ロボットの物理的特性を利用して一連のタスクを完了することができたと報告した。 研究チームによれば、この特性は「タスクの具体化」と呼ばれています。

BOBbot は、「行動し、組織化し、ブンブン言うボット」の略で、粒状物理学の先駆者であるボブ ベリンガーにちなんで命名されました。 

ロボットは「どこまでも愚かだ」とランドール氏は言う。 「彼らの円筒形のシャーシの下には振動ブラシがあり、周囲には磁石が緩んでいるため、近隣住民が多い場所でより多くの時間を過ごすことになります。」

コンピュータシミュレーション

実験プラットフォームに加えて、チームはジョージア工科大学の物理学生である Shengkai Li 氏が率いる正確なコンピューター シミュレーションにも依存しました。 これらのシミュレーションは、実験室では確認できなかったシステムのさまざまな側面を研究するのに役立ちました。 

BOBbot は非常に単純ですが、それでも研究者らは、ロボットが一緒に移動して互いにぶつかると「コンパクトな集合体が形成され、一人では移動できないほど重すぎる瓦礫を集団で取り除くことができる」ことを実証しましたとゴールドマン氏は説明します。 「ほとんどの人は調整を保証するためにますます複雑で高価なロボットを構築していますが、私たちは非常に単純なロボットでどのような複雑なタスクを達成できるかを知りたかったのです。」

チームの研究はチェス盤上を動き回る粒子の理論モデルからインスピレーションを得たもので、BOBbot の数学的モデルを研究するために、自己組織化粒子システムと呼ばれる理論的抽象化が開発されました。 研究チームは、確率論、統計物理学、確率的アルゴリズムを活用することで、磁気相互作用が増加するにつれて理論モデルが相変化を起こすことを証明することができました。 それは分散から凝集に急速に変化し、水や氷のような系に似たコンパクトなクラスターを形成します。

ランドールは、ジョージア工科大学のコンピュータ サイエンスの教授および数学の非常勤教授でもあります。 

「厳密な分析により、BOBbot の構築方法が示されただけでなく、一部のロボットに欠陥や予測不能が発生する可能性があるアルゴリズムの固有の堅牢性も明らかになりました」とランドール氏は言います。