Roboti koji sarađuju poput pčela

U nameri da bolje koriste i upravljaju kompjuterima, naučnici pokušavaju da primene neke principe po kojim funkcioniše priroda. Neki od njih na Univerzitetu Štutgart istražuju inteligenciju roja. Kao što se pčele u roju zajednički brinu za nabavku hrane, uzgajanje podmlatka, tako bi i mnogo autonomnih mini-robota trebalo da može da se spoji u velikog robota i tako zajednički rešava zadatke.

U praksi bi to moglo da izgleda ovako: posle nesreće u rudniku, mnogo malih robota uđe kroz sićušne otvore u stenama, potom se spoje u robota spasioca koji liči na pauka i koji može da savlada veoma strme i velike stepenice i tako pomogne čoveku. Nils Mihaelis kaže da je to samo jedna od mogućnosti za korišćenje takozvane inteligencije roja:

„Poslednjim startom spejs šatla ovog leta završeno je važno poglavlje čovekovog istraživanja svemira. Ubuduće neće čovek biti taj koji će putovati u svemir, istraživaće ga moćni teleskopi i roboti na daljinsko upravljanje. Ali postavlja se pitanje kako obezbediti da ti roboti besprekorno funkcionišu i posle višegodišnjeg putovanja do željene tačke u svemiru.“

Paul Levi je informatičar u oblasti elektro i informacione tehnike na Univerzitetu Štutgart. Njegov odgovor na ovo pitanje isprva izgleda krajnje jednostavan: Kada se od mnogo malih robota napravi jedan veliki robot, dobija se istovremeno jednostavna i efikasna mogućnost za popravke. „Na ovaj način roboti su u stanju da sami sebe popravljaju. Robot mora da bude u stanju da se sam rasklopi, da neke delove izvadi, a druge ugradi.“

Spajanje je lako, koordinacija je problem

Jedan prototip tog novog mini robota koji je u stanju da se mehanički stabilno poveže sa drugim robotima, Levi demonstrira u podrumu svog instituta. Na sićušnim točkićima, robot koji polako klizi prema nama, liči na belu kocku sa stranicom od 10 santimetara. Uočljive su „utičnice“ koje ima gore i sa strane, veličine većeg novčića. Levi nam kaže da je mehanika spajanja robota relativno jednostavna.

Mnogo je teže koordiniranje povezanih mini robota kako bi se ponašali kao inteligentna jedinica. Problemi sa koordinacijom poznati su i Dariju Floreanu sa politehničke visoke škole u Lozani. Floreano je eksterni veštak, stručnjak koji ocenjuje štutgartski projekat.

„Zamislite da se dvadeset pojedinačnih robota spojilo u zmiju. Zadatak je da se rep i glava zmije pronađu i da se spoje. Ako nemate inženjera koji spolja upravlja robotima, onda pojedinačni roboti moraju da budu u stanju da to urade uz pomoć sopstvenih senzora. Za to je neophodno da krajnje precizno mogu da odrede svoju poziciju i poziciju drugih robota, kako bi se lagano kretali jedan prema drugom. A sada zamislite da se ta zmija od robota ne nalazi na glatkoj površini nego na neravnoj, kamenitoj. To znači da bi pojedinačnim robotima određivanje njihove pozicije palo mnogo teže, što je zaista ogroman izazov“, kaže Floreano.

Sistem generala i vojnika

Kako bi rešili te probleme, u Štutgartu su se okupili mehaničari, elektroničari, informatičari, biolozi i zoolozi. Austrijski biolog i istraživač pčela Ronald Tenijus objašnjava dve mogućnosti za spajanje novih mini-robota u jednog velikog. „To je neka vrsta pandana vojsci. Imamo generala koji kaže ‘armija jedan i dva ima da radi to i to’. Sve je organizovano hijerarhijski. Za tu vrstu rešenja, sa komandnim centrom postoji alternativa: pojedinačnim mini-robotima programira se čitav niz pravila koje oni onda prilično autonomno mogu da sprovode u dela.“

Tenijus nam to objašnjava na primeru roja pčela: „U roju pčela svaka pčela kontroliše prostor oko sebe u radijusu od nekoliko santimetara. Ali pčela koja se nalazi sasvim dole levo ne zna šta se događa recimo sasvim gore levo iznad nje. Pčela sakupljačica nema pojma šta se dešava u košnici i u saću. Nijedna od sakupljačica polena to ne zna. Taj čitav proces se zasniva na samoorganizaciji koja nastaje sama od sebe, na osnovu određenih pravila“, kaže Tenijus.

Veliko pitanje glasi, koja su to pravila pogodna za robote kako bi oni formirali samostalnu jedinicu. Biolog Ronald Tenijus u prirodi traži „uputstva za upotrebu“. Možda bi se trebalo ugledati na rast embriona nastalog od oplođene jajne ćelije. „Robot na primer simulira ćeliju koja tokom svog nastajanja raste i u stanju je da se deli. Međutim robot nije u stanju da se deli nego uključuje svetlo i priziva druge robote. Time im signalizira: ‘Dođite, priključite mi se’. Tako nastaje telo, zapravo mreža. Roboti komuniciraju, razmenjuju informacije tipa: gde se nalazim u embrionu koji nastaje i šta treba da radim, zatim koji organ ću da budem u tom novom telu, na primer, da li ću da koristim kameru ili ću biti robot koji predstavlja stopalo.“

Tek za dve godine bi trebalo da se zna da li ova kombinacija robotike i biologije zaista može da funkcioniše. Predviđeno je da u okviru jednog velikog eksperimenta bude napravljena imitacija površine neke planete. Na površini će biti postavljeno sto malih robota koji će tokom sto dana moći da formiraju različite velike robote. To sve bi trebalo da se odvija bez ikakvog učešća naučnika. Čovek će biti samo posmatrač.

Autori: Nils Mihaelis / Dijana Roščić
Odg. urednik: Nemanja Rujević