Świadomość roju. Zbudowano roboty, zachowujące się jak kolonia termitów
Jak to możliwe, że termity, którymi nikt nie zarządza, są w stanie zbudować wielkie termitiery? Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda postanowili zbadać tę zagadkę i zbudować roboty, naśladujące rozwiązania, podpowiedziane przez naturę.
Roboty naśladują zachowanie termitów (Fot. Harvard.edu)
Termity są w stanie budować bardzo rozległe, skomplikowane konstrukcje. W przypadku budowli wznoszonych przez ludzi wszystko jest oczywiste: nawet, gdy poszczególni robotnicy nie znają szczegółów całej konstrukcji, to dzięki hierarchicznemu zarządzaniu cały obiekt powstaje zgodnie z opracowanym wcześniej planem.
Termity nie stosują takiego rozwiązania – żaden owadzi architekt nie tworzy przecież planów termitiery, a nadzorcy nie kontrolują, czy poszczególne grupy termitów budują coś zgodnie z planem. Termity nie wiedzą również, co i w jaki sposób robią inne owady. Mimo tego powstają kolonie, które nie tylko imponują rozmiarami, ale sprawiają przy tym wrażenie przemyślanej, celowo wznoszonej konstrukcji.
Dr Justin Werfel i Kirstin Petersen z jego zespołu przy termitierze
Co więcej, termity działają sprawnie nie tylko podczas wznoszenia termitiery, ale również w przypadku jej uszkodzenia. Owady nie są przez nikogo zarządzane, ale same wiedzą co robić i są w stanie naprawić zniszczony fragment. Choć odbudowana część może wyglądać nieco inaczej niż przed zniszczeniem, to będzie pełniła tę samą funkcję. Jak to możliwe?
Zespół doktora Justina Werfela z Uniwersytetu Harvarda postanowił zbadać to zagadnienie i skonstruować roboty, naśladujące rozwiązania ze świata owadów. Stworzone w ten sposób maszyny są dość proste – potrafią wykonać jedynie kilka czynności, jak podnoszenie i opuszczanie „cegły”, poruszanie się w dowolnym kierunku i wspinanie na ustawioną już warstwę.
Mimo swojej prostoty roboty są jednak bardzo skuteczne – ich praca jest sterowana algorytmem, dzięki któremu po prostu dokładają w odpowiedni sposób kolejne „cegły” do powstającej konstrukcji. Co istotne, nie ma tu żadnego sprzętu kontrolnego czy maszyny nadzorującej prace – brakuje elementu, którego zniszczenie mogłoby spowodować wstrzymanie budowy.
WIDEO
Designing Collective Behavior in a Termite-Inspired Robotic Construction Team
Warto w tym miejscu wspomnieć, że mechanizm tzw. inteligencji rozproszonej trafnie opisał przed laty w jednym z wywiadów Stanisław Lem:
*(…) kiedy weźmie pan poszczególne mrówki, to nijak się pan nie dowie, do czego są wspólnie zdolne. Na przykład wiadomo, że mrówki - nie wszystkie gatunki, co prawda - natrafiwszy na jakąś niewielką przeszkodę w rodzaju rowu z wodą, potrafią ze swych ciał złożyć most, po którym przejdą inne.
I nie wiadomo, jak do tego dochodzą, gdyż nie ma tak, że jest jakaś mrówka-projektant mostów, mrówka-magazynier, mrówka-dyspozytor - nie, to się dzieje tak, że one się zbierają do kupy. (…) A nikt przecież nie zaprogramował ich węzłów nerwowych, żeby tak postępować. To jest właśnie inteligencja rozproszona.*
Roboty naśladują zachowanie termitów (Fot. Harvard.edu)
Do czego mogą się nam przydać roboty, naśladujące działanie kolonii owadów? Jak wskazuje Justin Werfel, maszyny działające w ten sposób mogą wznosić różne konstrukcje w skrajnie niesprzyjającym środowisku.
W krótkiej perspektywie roboty mogą być przydatne m.in. podczas klęsk żywiołowych i budowy wałów przeciwpowodziowych. Co istotne, budowla będzie wznoszona bez nadzoru, a ewentualne zniszczenia będą automatycznie odbudowywane. Dalsza perspektywa to wykorzystanie takich maszyn np. podczas wznoszenia różnych konstrukcji w głębinach mórz albo na odległych planetach.
Łukasz Michalik
Pisze odkąd pamięta. Oddycha sygnałem Wi-Fi, czci dziwne mieszanki herbat, a do krwiobiegu ma na stałe podłączony modem i kroplówkę z espresso. Wieczny malkontent, wielbiciel starych wynalazków i czasów, gdy światem rządziło Wspaniałe Pokolenie. Niezmiennie uważa, że światem nowych technologii ciągle wstrząsa seria informacji bez znaczenia, gdy te naprawdę istotne pozostają niemal niezauważone.