Kilobots: lo sciame robot

Sviluppato ad Harvard il primo sciame da migliaia di robot capaci di cooperare tra loro.

Un minuscolo esercito composto da migliaia di mini-robot in grado di cooperare tra loro: sono i Kilobots

La scena è da film di fantascienza: uno sciame formato da migliaia di piccoli robot in grado di muoversi tutti insieme e assumere ogni forma e configurazione possibile. Si chiamano Kilobots e sono stati realizzati da Michael Rubenstein e dai suoi colleghi dell’Università di Harvard.

Semplici e low cost. Ogni kilobot e poco più grande di una moneta da un euro ed è equipaggiato con due motori vibranti e tre sottili zampette grazie alle quali può spostarsi alla velocità di 1 centimetro al secondo. Un semplice sistema di trasmittenti agli infrarossi permette ai singoli robottini di ricevere gli ordini impartiti da un computer e di comunicare tra di loro. Il tutto per un costo complessivo di circa 15 euro a robot.

Insetti digitali. Gli scienziati hanno realizzato un sistema composto da 1024 robot (210 è un conveniente numero binario) e lo hanno programmato per fargli assumere le forme più diverse: da una stella alle lettere dell’alfabeto.

 

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Lo sciame imita il comportamento delle api e delle formiche: in queste colonie migliaia di singoli individui cooperano per il raggiungimento di un obiettivo comune. Quando l’ordine sulla disposizione da assumere è stato trasmesso via infrarossi a tutti i Kilobots, lo sciame non ha più bisogno di alcun intervento esterno che gestisca il comportamento dei singoli elementi.

 

I Kilobots sono poco più grandi di una moneta e costano 15 euro l'uno. | Michael Rubenstein, Harvard University

Intelligenza limitata. Quattro robot identificano un punto nello spazio che sarà l’origine di un sistema cartesiano di coordinate x e y. Tutti gli altri robot ricevono le coordinate del punto nel quale dovranno collocarsi e lo raggiungono grazie a tre semplici comportamenti: si dispongono come ultimi di una fila, determinano la distanza dall’origine e mantengono una distanza  ben definita dagli altri elementi.

Uno dei problemi più complessi che Rubenstein e il suo team hanno dovuto affrontare è stata la gestione dei guasti di uno o più elementi dello sciame: se un Kilobot rimane imbottigliato in un ingorgo o finisce fuori strada gli altri elementi intervengono per spingerlo nella giusta posizione.

Nel sistema messo a punto dai ricercatori di Harvard non esiste alcuna entità in grado di vedere dall’alto come si sta comportando lo sciame: ogni elemento si limita a controllare la propria posizione rispetto all’origine e agli altri individui. I ricercatori hanno descritto in un articolo pubblicato su “Science” gli algoritmi ideati per ottenere questa prestazione.


 

 

Robot 3D. I gruppi di robot in grado di cooperare tra di loro non sono una novità assoluta ma fino ad oggi nessuno era riuscito a realizzare uno sciame “intelligente” composto da così tanti elementi. Ora gli scienziati vogliono introdurre nel loro sistema la terza dimensione così da permettere ai robot di assemblarsi in strutture ancora più complesse.

Interessante ma….dal punto di vista pratico? Le applicazioni di queste tecnologie sono le più varie: in futuro sciami di mini-robot potrebbero essere impiegati per raggiungere le vittime di disastri oppure per eseguire operazioni di manutenzione nello spazio o per esplorare altri pianeti.

 

 

 

 

20 Agosto 2014 | Rebecca Mantovani