Калифорния университеті (Санта-Барбара) мен Дрезден техникалық университетінің зерттеушілері робототехника мен материалтану арасындағы шекараны жойып, биологиядан шабыт алған мінез-құлыққа ие роботтар ұжымының концепциясын әзірледі.
Зерттеушілер жасаған жүйе дискі тәрізді автономды роботтардан тұрады. Сыртқы көрінісі шағын хоккей шайбаларына ұқсайтын бұл роботтар әртүрлі пішіндерге жиналып, түрлі материалдық қасиеттерге ие бола алады.
Магниттік байланыс және сигналдық тербелістер
Роботтардың бірігуін қамтамасыз ету үшін олардың шеттеріне магниттер орнатылған. Бұл магниттерді бұру арқылы роботтар бір-біріне тартылады және қажетті құрылымды құрайды. Зерттеу барысында ғалымдар роботтарға түрлі командалар беру арқылы олардың мінез-құлқын бақылап, маңызды жаңалық ашты. Олар сигналдық тербелістердің – роботтарға жіберілетін сигналдардағы ауытқулардың – олардың қажетті пішіндерге енуінде шешуші рөл атқаратынын анықтады.
«Бұған дейін біз тірі эмбриондарда жасушалардың тудыратын күш тербелістері қатты тіндерді сұйыққа айналдыруда маңызды екенін көрсеткен едік. Осы принципті роботтарға енгіздік», – дейді зерттеуге қатысқан ғалым Кампас.
Роботтар ұжымында сигналдық тербелістер мен аралық күштердің өзара әрекеттесуі олардың икемді немесе қатты құрылым түзуін анықтайды. Егер бұл күштер төмен болса, роботтар қозғалмайтын, тығыз құрылым түзеді. Ал тербелістер күшейген сайын ұжым сұйық тәрізді материалға айналады.
«Негізінен, сіз бұл көрсеткіштерді, әсіресе тербелістерді арттырған сайын, роботтар икемді материалға айналады», – дейді Девлин. Егер тербеліс тоқтатылса, құрылым қайтадан қатаяды.
Энергияны тиімді пайдалану
Зерттеушілер роботтардың сигналдық тербелістер арқылы энергияны үнемдейтінін анықтады. Егер роботтар үнемі бір-біріне қысым көрсетсе, энергия шығыны жоғары болар еді. Бірақ тербелістерді қосу арқылы роботтар аз қуатпен тиімді жұмыс істей алады. Бұл жаңалық энергия шығынын шектеулі жағдайда басқару қажет роботтар үшін маңызды.
Ақылды материал жасауға қадам
Жинақталған мәліметтер негізінде зерттеушілер роботтар ұжымын интеллектуалды материал сияқты әрекет етуге бейімдей алды. Кейбір аймақтарда роботтар динамикалық күштерді пайдаланып, ұжымның сұйықтық қасиетін сақтаса, басқа аймақтарда олар бір-біріне жабысып, қатты құрылым қалыптастырды. Осындай басқару әдістері роботтарға ауыр жүктерді көтеру, пішінін өзгерту, объектілерді манипуляциялау және өзін-өзі қалпына келтіру қабілеттерін береді.
Қазіргі уақытта бұл робот-ұжым 20-ға жуық ірі блоктан тұрады. Бірақ Кампас зертханасының бұрынғы докторанты, қазіргі EPFL профессоры Санву Ким жасаған модельдеулер жүйенің одан да ұсақ бөлшектерге дейін жетілдіріліп, нағыз материал тәрізді қасиеттерге ие бола алатынын көрсетеді.
Болашақ зерттеулер
Бұл зерттеу тек робототехника үшін ғана емес, сонымен қатар белсенді материядағы фазалық ауысуларды, бөлшектер жүйесіндегі механикалық қасиеттерді зерттеуге және биологиялық зерттеулерге жаңа гипотезалар ұсынуға көмектесуі мүмкін. Сонымен қатар жасанды интеллект және басқару жүйелерімен үйлескенде, мұндай робот-ұжымдар әлі зерттелмеген және толық түсінілмеген жаңа мүмкіндіктерге жол ашады.