Firbenede robotter løser komplekse opgaver i fællesskab

Sådan ser de 3D-printede, firbenede robotter ud hver for sig og forbundet. Illustration: University of Notre Dame

Myren er flittig, arbejder i flok og får løst komplekse opgaver på trods af dens beskedne størrelse. Dén kollektive opførsel, der også findes blandt honningbier og fugle, inspirerede Yasemin Ozkan-Aydin, robot ingeniør og adjunkt i elektroteknik ved University of Notre Dame i Indiana, USA, til at udvikle små firbenede robotter, der kan arbejde sammen om at løse diverse opgaver.

Det resulterede i et studie, der er blevet udgivet i det naturvidenskabelige tidsskrift Science Robotics.

Med naturen som inspiration

Hun antog, at en fysisk forbindelse mellem individuelle robotter kunne forbedre mobiliteten for et kollektivt system. Hver for sig kunne robotterne klare simple opgaver som at bevæge sig over en glat overflade eller bære en let genstand, men hvis opgaven viste sig at være for omstændig for en enkelt robot, kunne robotterne automatisk koble sig fysisk til hinanden og kollektivt klare en forhindring.

»Når myrer samler eller transporterer objekter, hjælper de hinanden. Hvis én for eksempel støder på en forhindring, arbejder gruppen sammen om at overkomme den forhindring. Det kunne være en afgrund på vejen til myretuen - så former myrerne en bro, de andre kan bruge. Dét er inspirationen, der ligger til grunde for studiet,« udtaler Yasemin Ozkan-Aydin i universitets pressemeddelelse. »Gennem robotik kan vi få en forståelse for dynamikkerne og den kollektive opførsel ved de biologiske systemer blandt myrerne. Målet er at finde ud af, hvordan vi bruger den her teknologi i fremtiden.«

Artiklen fortsætter under videoen

Ser her de små firbenede robotter i aktion

Fire ben giver fleksibilitet

De firbenede robotter er bygget ved hjælp af en 3D-printer og måler 15 til 20 cm i længden. Hver er udstyret med et lithium polymer batteri, en microcontroller og tre sensorer: en lyssensor i fronten og to magnetiske berøringssensorer foran og bagtil, der gør det muligt for robotterne at forbinde sig til hinanden.

Fire fleksible ben gjorde det unødvendigt med flere sensorer og dele og gav robotterne et niveau af mekanisk intelligens, der hjælp dem med at navigere i ujævnt terræn.

»Fleksibiliteten i benene hjalp robotterne med at bevæge sig forbi forhindringer, og derfor behøvede vi ikke yderligere sensorer til at spotte dem,« udtaler Yasemin Ozkan-Aydin.

Robotterne er i stand til at genkende kløfter på deres rute og kan bygge en bro ved hjælp af deres krop, kan flytte genstande individuelt og forbinde sammen, så de kan flytte objekter kollektivt i forskellige miljøer.

Robotterne blev testet over græs, blade og agern. De blev også testet på tykke tæpper og rektangulære træblokke, der var limet fast til spånplader for at skabe ujævnt terræn.
Hvis en af robotterne sad fast, blev et signal sendt til de andre robotter, der så satte sig sammen for at hjælpe med at løse opgaven.

Læs også: Glødende basilikum og lysende brøndkarse: Forskere skaber ‘selvlysende’ planter

Kan bidrage til fremtidig udforskning af rummet

Udviklingen af robotterne kræver stadig mere tid og arbejde, men Yasemin Ozkan-Aydin håber på, at fremtidige udgaver af robotterne kan bruges i virkeligheden. Hun forestiller sig, at de kan være brugbare i redningsaktioner, kollektiv transport af genstande, miljøovervågning og endda udforskning af rummet.

Sidstnævnte er interessant, da en gængs holdning er, at man skal gøre brug af netop denne sværm-lignende teknologi til at bygge på andre planeter - f.eks. Mars.

ESA (European Space Agency) gav tidligere i år støtte til et hold ingeniører ved Robotic Building Lab på Delft University of Technology i Holland, der skal undersøge, hvordan robotsværme kan bruges til at bygge strukturer under jorden på Mars.

Også Nasa har udvist interesse for sværme af robotter. I foråret gav de, som en del af afdelingen for avancerede koncepter (NIAC), støtte til et projekt, der skal sende sværme af robotter ned gennem isen på fremmede måner i jagten på biosignaturer.

Begge projekter har lange udsigter, før de udmønter sig i noget reelt - hvis de nogensinde gør det - men studiet fra Notre Dame University viser, at idéen om en sværm af robotter hverken er vanvittig sci-fi eller ubrugelig.

Læs også: Nasas afdeling for vilde sci-fi ideer har valgt: Se projekterne her

Emner : Robotter