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ROBOTICA/ Dalle formiche ai kilobot: prove di ingegneria "biologicamente ispirata"

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Uno sciame di kilobot (Credit: Harvard-SEAS)  Uno sciame di kilobot (Credit: Harvard-SEAS)
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In particolare i kilobot, una volta ricevuto un primo set di istruzioni, non richiedono alcuna microgestione né successivi interventi. Il loro funzionamento collettivo è facilmente descrivibile. Quattro robot segnano l'origine di un sistema di coordinate e tutti gli altri ricevono un'immagine 2D che dovrebbero imitare: utilizzando comportamenti elementari - seguire il bordo di un gruppo, tracciare una distanza dall'origine, mantenere un senso di posizione relativa – i robot fanno una serie di percorsi curvilinei che li portano verso una posizione accettabile. I kilobot inoltre sanno correggere i propri errori. Se si crea un ingorgo o un robot va fuori rotta - errori che diventano più comune in un gruppo molto grande – i robot vicini percepiscono il problema e si danno da fare per risolverlo.

Per tenere contenuti i costi, ciascun robot si muove utilizzando due motori vibranti che gli permettono di scorrere attraverso una superficie sulle zampe rigide. Un trasmettitore e ricevitore a raggi infrarossi permette a ciascun elemento del gruppo di comunicare con alcuni dei suoi vicini e di misurare la loro vicinanza; i robot restano comunque miopi e non possono essere dotati delle facoltà visive di molti volatili. Sono tutte scelte progettuali che attuano degli utili compromessi, realizzando dispositivi molto più semplici rispetto ai robot convenzionali; di conseguenza le loro capacità sono più variabili e meno affidabili: ad esempio, hanno difficoltà a muoversi in linea retta e la precisione nel rilevamento delle distanze può variare da robot a robot. Eppure, su grande scala l'algoritmo intelligente consente di superare queste limitazioni individuali e di garantire - sia fisicamente che matematicamente - che i robot possano completare un compito assegnato dall’uomo: nei casi citati prima, ad esempio, disporsi secondo una configurazione particolare. 

Per ora, i kilobot rappresentano un prezioso banco di prova per gli algoritmi di quella che qualcuno ricomincia a chiamare “Intelligenza Artificiale”, che tante aspettative aveva suscitato sul finire del secolo scorso. Le sperimentazioni come quelle del laboratorio di Harvard sono importanti per la futura robotica distribuita. Sempre più spesso si dovranno gestire collettivi di robot che lavorano insieme: saranno i robot cooperanti per la pulizia dell’ambiente, o quelli in grado di intervenire con rapidità in risposta alle catastrofi, o le migliaia di automobili auto-guidate sulle nostre strade; per progettare in modo ottimale quelle macchine, dicono al SEAS, capire il comportamento di grandi sciami di robot è fondamentale.

Certo, qui parliamo di simulare il comportamento e una simulazione può dare molto ma non più di tanto. Le dinamiche comportamentali nel mondo reale – con la sua variabilità e con la complessità delle interazioni fisiche - fanno la differenza. Ma Nagpal e colleghi ne sono consapevoli.



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