Cualquiera con niños sabe que si bien controlar a un niño puede ser difícil, controlar a muchos a la vez puede ser casi imposible. Lograr que enjambres de robots trabajen colectivamente puede ser igualmente desafiante, a menos que los investigadores coreografíen cuidadosamente sus interacciones, como aviones en formación.utilizando componentes y algoritmos cada vez más sofisticados. Pero, ¿qué se puede lograr de manera confiable cuando los robots disponibles son simples, inconsistentes y carecen de una programación sofisticada para un comportamiento coordinado?
Un equipo de investigadores dirigido por Dana Randall, profesora ADVANCE de Computación y Daniel Goldman, profesor de física de la familia Dunn, ambos en el Instituto de Tecnología de Georgia, trató de demostrar que incluso los robots más simples pueden realizar tareas mucho más allá de las capacidades deuno, o incluso algunos, de ellos. El objetivo de realizar estas tareas con lo que el equipo denominó "robots tontos" esencialmente partículas granulares móviles superó sus expectativas, y los investigadores informan que pueden eliminar todos los sensores, la comunicación, la memoria ycomputación y, en cambio, realizar un conjunto de tareas aprovechando las características físicas de los robots, un rasgo que el equipo denomina "encarnación de la tarea".
Los BOBbots del equipo, o "robots que se comportan, organizan y zumban" que recibieron el nombre del pionero de la física granular Bob Behringer, son "casi tan tontos como se vuelven", explica Randall. "Su chasis cilíndrico tiene cepillos vibratorios debajo e imanes sueltos ensu periferia, lo que hace que pasen más tiempo en lugares con más vecinos ". La plataforma experimental se complementó con simulaciones por computadora precisas dirigidas por el estudiante de física de Georgia Tech, Shengkai Li, como una forma de estudiar aspectos del sistema inconvenientes para estudiar en el laboratorio.
A pesar de la simplicidad de los BOBbots, los investigadores descubrieron que, a medida que los robots se mueven y chocan entre sí, "se forman agregados compactos que son capaces de limpiar colectivamente los escombros que son demasiado pesados para que uno solo los mueva", según Goldman."Si bien la mayoría de la gente construye robots cada vez más complejos y costosos para garantizar la coordinación, queríamos ver qué tareas complejas se podían realizar con robots muy simples".
Su trabajo, como se informó el 23 de abril de 2021 en la revista avances científicos, se inspiró en un modelo teórico de partículas que se mueven sobre un tablero de ajedrez. Se desarrolló una abstracción teórica conocida como sistema de partículas autoorganizado para estudiar rigurosamente un modelo matemático de los BOBbots. Utilizando ideas de la teoría de la probabilidad, la física estadística y algoritmos estocásticos, los investigadores pudieron demostrar que el modelo teórico sufre un cambio de fase a medida que aumentan las interacciones magnéticas, cambiando abruptamente de dispersas a agregadas en grupos grandes y compactos, similares a los cambios de fase que vemos en los sistemas cotidianos comunes, como el agua y el hielo.
"El análisis riguroso no solo nos mostró cómo construir los BOBbots, sino que también reveló una robustez inherente de nuestro algoritmo que permitió que algunos de los robots fueran defectuosos o impredecibles", señala Randall, quien también se desempeña como profesor de ciencias de la computación.y profesor adjunto de matemáticas en Georgia Tech.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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