محققان موفق شدند؛
ساخت ربات‌های گروهی با الهام از رفتار مورچه‌ها در فرار از زندان +فیلم
محققان دانشگاه هاروارد با الهام از رفتار مورچه‌ها ربات‌هایی ساخته‌اند که می‌توانند بدون نیاز به برنامه خاصی برای فرار از «زندان» با هم کار کنند.
به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا،یک مورچه خیلی باهوش نیست، اما اگر یک دسته از آنها را کنار هم قرار دهید می توانند به چیزهای قابل توجهی دست یابید. با الهام از این رفتار همکاری، محققان دانشگاه هاروارد ربات‌هایی ساخته‌اند که می‌توانند بدون نیاز به برنامه خاصی برای فرار از «زندان» با هم کار کنند.
یک کلنی از مورچه ها بر اساس الگوریتم های خاصی رفتار می‌کنند، مورچه ها به طور خاص به یک کار فکر نمی کنند، اما آنها از مجموعه ای از قوانین غریزی پیروی می کنند که آنها را به سمت شاهکارهای پیچیده مهندسی، مانند حفر شبکه های تونل یا ساختن پل، راهنمایی می کند. آنها با استفاده از شاخک های خود و مسیرهای فرمونی خود با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.
یک کلنی از مورچه ها بر اساس الگوریتم های خاصی رفتار می‌کنند، مورچه ها به طور خاص به یک کار فکر نمی کنند، اما آنها از مجموعه ای از قوانین غریزی پیروی می کنند که آنها را به سمت شاهکارهای پیچیده مهندسی، مانند حفر شبکه های تونل یا ساختن پل، راهنمایی می کند. آنها با استفاده از شاخک های خود و مسیرهای فرمونی خود با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.
پژوهشگران دانشگاه هاروارد با انجام آزمایشی با قرار دادن گروه کوچکی از مورچه‌ها که در داخل یک تله دایره‌ای که توسط یک دیوار شنی نرم احاطه شده است،آزمایش خود را شروع کردند تا ببینند چگونه با هم برای فرار کار می‌کنند. در ابتدا، مورچه ها همه به طور تصادفی در اطراف سرگردان بودند، اما پس از گذشت زمانی کوتاه برخی از آنها شروع به حفاری دیوارها در نقاط پراکنده کردند. با گذشت زمان، پژوهشگران متوجه شدند که مورچه‌ها حفاری انفرادی خود را رها کردند و در عوض با هم گروه می‌شوند تا روی یک تونل کارآمدتر کار کنند، تا اینکه در نهایت موفق شدند بیرون بیایند.
بر اساس مشاهدات، محققان مدل های ریاضی از آنچه در حال رخ دادن بود ساختند. هنگامی که مورچه ها با یکدیگر برخورد می کردند، از طریق شاخک های خود ارتباط برقرار می کردند. با گذشت زمان، آنها شروع به تمرکز در مناطقی کردند که بیشتر بتوانند با هم تعامل داشته باشند و یک حلقه بازخورد ایجاد کنند. مورچه ها در این مکان‌ها بیشتر و بیشتر جمع می‌شدند. این باعث می‌شود که آنها تلاش خود را بر حفاری در یک نقطه متمرکز کنند تا بتوانند از آن عبور کنند، نه اینکه هر مورچه‌ای تونل خود را حفر کند.
با استفاده از این مدل، پژوهشگران تصمیم به ساخت ربات‌هایی کردند که از قوانین مشابه پیروی می‌کردند. مورچه های رباتیک آنها که آنها را رنت (RANts) می نامیدند، فرمون های شیمیایی تولید نمی کردند، بلکه میدان های نوری یا "فوتورمون ها" را از خود به جای گذاشتند، که هر چه بیشتر ربات ها از آنجا عبور می کردند، روشن تر می شدند.
رنت‌ها طوری برنامه‌ریزی شده بودند که از سه قانون ساده پیروی کنند: آنها باید شیب میدان فتورومون را دنبال می‌کردند، از ربات های دیگری که در مناطق با چگالی میدان زیاد بودند دوری می‌کردند، و موانعی را که چگالی آن بالا بود را برمی‌داشتند و آنها را به مناطق با چگالی کم منتقل می‌کردند.
و مطمئناً، این قوانین به رنت‌ها اجازه می‌داد تا مانند آزمایش مورچه‌ها همکاری کنند. هنگامی که ربات‌ها در اتاقک خود قرار گرفتند و توسط چندین حلقه از موانع کوچک احاطه شدند، ربات‌ها به سرعت متوجه شدند که بهترین طرح فرار این است که با هم کار کنند تا روی یک نقطه تمرکز کنند.
رنت‌ها طوری برنامه‌ریزی شده بودند که از سه قانون ساده پیروی کنند: آنها باید شیب میدان فتورومون را دنبال می‌کردند، از ربات های دیگری که در مناطق با چگالی میدان زیاد بودند دوری می‌کردند، و موانعی را که چگالی آن بالا بود را برمی‌داشتند و آنها را به مناطق با چگالی کم منتقل می‌کردند.
و مطمئناً، این قوانین به رنت‌ها اجازه می‌داد تا مانند آزمایش مورچه‌ها همکاری کنند. هنگامی که ربات‌ها در اتاقک خود قرار گرفتند و توسط چندین حلقه از موانع کوچک احاطه شدند، ربات‌ها به سرعت متوجه شدند که بهترین طرح فرار این است که با هم کار کنند تا روی یک نقطه تمرکز کنند.
این تکنیک می‌تواند برای طراحی دسته‌هایی از روبات‌های ساده که می‌توانند کارهای پیچیده را با همکاری یکدیگر انجام دهند، حیاتی باشد. نمونه‌های زیادی از ربات‌های الهام گرفته از مورچه وجود دارد. پژوهشگران می‌گویند این کشف به طور بالقوه می‌تواند تا ده‌ها یا صدها ربات برای طیف وسیعی از موارد استفاده شود، با این امتیاز اضافه که حتی اگر تعداد کمی از ربات‌ها شکست بخورند، کل تیم همچنان می‌تواند کار را انجام دهد.
گانگا پراسات نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: "ما نشان دادیم که چگونه تکمیل مشارکتی وظایف می تواند از قوانین ساده ناشی شود و چنین قوانین رفتاری مشابهی را می توان برای حل مشکلات پیچیده دیگر مانند ساخت و ساز، جستجو و نجات و دفاع به کار برد." .
این تحقیق اخیرا در مجله eLife منتشر شده است.
این تحقیق اخیرا در مجله eLife منتشر شده است.
مورچه ها و ربات ها را می توانید در فیلم زیر مشاهده کنید:
این تحقیق اخیرا در مجله eLife منتشر شده است.
انتهای پیام/
