Гарвардські інженери створили невеликих роботів, які, подібно комахою, споруджують складні конструкції без загального плану, програми і без вказівок людини-оператора
Хоча терміти відомі вмінням прогризати дерево і руйнувати цілі будинки, набагато більш дивна їх здатність до будівництва. Мізерні комахи в кілька міліметрів завдовжки здатні створювати багатометрові термітники, в тіні яких ховаються слони. Причому це не просто нагромадження землі, а складні конструкції, до яких є система вентиляції, цілі сади для розведення грибів, зали, в яких містяться яйця і молоді личинки, апартаменти монарших особин.
Важко уявити, що це архітектурне диво будується без креслень і централізованого управління, без загального плану - в термітниках немає комах, які керували б процесом.
Ця здатність комах без попереднього плану будувати хитрі замки надихнула гарвардських вчених та інженерів на створення будівельних роботів, які трудилися б за тим же принципом. У сьогоднішній публікації в журналі Science йдеться про роботів, в яких закладений той же принцип скоординованих дій, що і у комах. Група під керівництвом Джастіна Верфеля вже не перший рік займається моделюванням систем, в яких боти, маючи в голові простий алгоритм кооперації, будували б конструкції зі стандартних магнітних цеглин - без жодного зв'язку один з одним або централізованого управління.
У термітів це працює так. Кожен робить будівельні цеглини, збираючи частинки грунту і змочуючи їх слиною. Комаха відчуває запах феромонів слини і намагається прилаштувати свої цеглини туди, де концентрація цих феромонів більше. Така здатність до спонтанних скоординованим Дії не основі знаків або міток, залишених колегами, називається стігмергіей, і її відкрив французький біолог П'єр-Поль Грассі в середині XX століття як раз на термітів.
У роботів, створених Верфеля і його дослідницькою групою, запрограмовані прості правила. Вони допомагають роботу зорієнтуватися, прилаштувати магнітний цеглу в потрібне місце і рвонути за наступним. Єдине, що потрібно від людини, - закласти першу цеглину, щоб показати місце, з якого слід почати. Алгоритм, зашитий в нескладні мізки кожного бота, складається з декількох команд, таких як «вперед», «Назад», «покласти цеглу», «піднятися на щабель вище», «опуститися на щабель нижче». Якщо робот відчуває, що у нього не виходить виконати якесь із закладених рухів, він буде перебирати всі відомі йому команди, поки не знайде відповідну до ситуації:
Система не позбавлена недоліків. Є також кілька обмежень. Наприклад, роботи можуть тільки складати цеглини, але не можуть їх знімати і перекладати. Тобто вони можуть тільки складати і не можуть руйнувати, так що тимчасових конструкцій їх робота не передбачає. Втім, за словами доктора Верфеля, це пов'язано лише з обмеженням фізичних можливостей конкретних моделей ботів, а не з вадами в алгоритмі.
Поки насекомоподобние боти можуть споруджувати тільки відносно невеликі конструкції на зразок пірамід і зиккуратов, які будували стародавні люди. Але Верфеля сподівається, що, як і люди, його боти рано чи пізно навчаться будувати небудь складніше, з внутрішніми порожнечами і виступами.
Сфера застосування таких ботів просто безмежна. Вони могли б збирати інженерні конструкції в місцях, де людям було б складно працювати (Наприклад, в зоні катастрофи або на глибині), або там, де зовсім немає людей (наприклад, в космосі і на інших планетах):
