Кластер автоматов, способных расширяться и сжиматься перемещается как единое целое.

Ученые создали робота, состоящего из нескольких блоков, которые без централизованного управления, реагируя только на раздражители в окружающей его среде, работают как группа, в чем напоминают поведение живых клеток.

Круглые элементы, так называемые частицы, диаметром 23,5 см, они между собой слабо связаны с помощью магнитов. Единственное движение, которое они могут выполнить в одиночку, заключается в увеличении или уменьшении диаметра. Несмотря на свою простоту, могут как группа предпринимать более сложные действия, например, двигаться в направлении света. В статье, опубликованной в марте в журнале «Nature» исследователи объяснили, что система слабо связанных элементов является более надежным, чем большинство робототехнических систем, потому что в нем нет ни одной точки особенно уязвимое
на повреждение и он может работать даже тогда, когда несколько частиц подведет.

Ученые убеждают, что миниатюрные частицы с соответствующими датчиками, можно было бы использовать в операциях, поисково-спасательных, например, размещая их на куче щебня после рухнувшего здания, чтобы найти потенциальных жертв. Совершенно малюсенькие блоки позволили бы доставлять лекарства в труднодоступные участки человеческого организма или помочь в моделировании поведения клеток при формировании органа.

Прототипы частицы оснащен датчиками света и простые электронные схемы, которые позволяют им сокращаться или расширяться в соответствии с установленным алгоритмом. Каждая частица измеряет интенсивность света и передает результат соседям. Сравнивая результат свой и товарищей, решает, следует ли начать цикл увеличения диаметра или уменьшения, в результате чего, что группа как целое начинает перемещаться.

Исследователи подготовили кластеры с населением в 24 частиц и доказали, что они могут двигаться в направлении света, т. е. выполнять движение так же, как и клетки, которые собираются и мигрируют, чтобы помочь заживлению раны или другие функции. „В нашей системе каждая частица является очень простая и не имеет никакого центрального контроля над кластером”, – объясняет Даниэла Рус, директор Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory Массачусетского Технологического Института и один из liderek команды. Частицы „работают вместе, но их действие не зависит ни от одного особого элемента группы”. (Rus принадлежит консультативного комитета
Scientific American.)

Робот умеет обходить препятствия и толкать различные предметы. Моделирование групп, содержащих до 100 тыс. элементов показали, что даже при повреждении 20% частиц кластер должен двигаться со скоростью, равной примерно половине максимальной скорости.

„Ожидается, что решение такого типа найдет применение в таких задачах, как поиск, сбор и передача информации, а также транспортировка предметов (целый рой), – объясняет Хадзиме Asama, профессор инженерии из Университета Токио, который не участвовал в исследовании. – Прежде чем группы начнут выполнять полезные задачи, нужно еще решить много проблем, как способность адаптированы к изменению задачи, условий в окружающей среде и состояния самого робота.”