В Германии разрабатываются микророботы с коллективным мышлением

На модерации Отложенный Намерение участвовать в пилотируемой экспедиции к Марсу высказали уже многие страны мира. Американские и европейские спутники создали на орбите Красной планеты мощную группировку, способную сравниться по эффективности с лучшими разведывательными аппаратами ЦРУ. На поверхности планеты работают марсоходы. Между тем для успешной высадки на поверхность человека потребуются более активные исследования Марса. При этом робототехники уверены, что помощниками космонавтам в этом случае могут стать не только большие роботы, но и миниатюрные, по величине не больше таракана или тропического муравья. Несмотря на свои размеры они могут преодолевать сравнительно большие расстояния, изучать состав почв и даже строить укрытия для техники. 

Разработка таких миниатюрных роботов финансируется Европейским союзом, а в качестве головного центра исследований выбран Университет Карлсруэ в Германии. Специалисты уверены, что задачи по колонизации Марса далеко не единственные для их механических созданий. Они могут следить за состоянием технических систем сложных инопланетных баз. К примеру, на станции «Мир» в 1997 году был зафиксирован случай утечки охладителя из комплекса поддержания стабильной температуры. Космонавтам пришлось несколько недель подряд снимать множество оборудования, вскрывать панели обшивки и рассматривать трубы, чтобы обнаружить утечки жидкости. Роботы, запущенные в скрытые полости для труб, смогли бы выполнить эту работу намного быстрее. 

«Микророботы полезны для выполнения задач, которые сопряжены с большими потерями, — рассказывает руководитель группы исследователей Университета Карлсруэ Марк Шимански. — Если один аппарат выходит из строя, то другой может завершить его миссию. Так же как и в живой природе, где колонии муравьев проходят по трупам своих сородичей, погибших на трудных участках пути, роботы станут продвигаться к цели, не замечая ломающихся экземпляров». 

Сотрудники университета уверены, что в будущем их создания могут выполнять намного более сложные функции, чем исследование местности и поиск неисправностей внутри корабля или базы. «На Марсе есть вода и песок, а это прекрасные строительные материалы, — продолжает г-н Шимански. — Если составить грамотные программы, то роботы смогут при помощи клеящих растворов, а также песка и воды создавать убежища для более крупной техники и автономных марсоходов. На Марсе часто идут пылевые бури, длящиеся не один месяц, которые способны повредить механизмы. Если какой-нибудь крупный камень попадет в каток марсохода или заблокирует его манипуляторы, то микророботы способны удалить инородное тело». 

Пока же специалисты учат своих подопечных только узнавать друг друга и придерживаться своего сообщества. На данный момент в рамках проекта I-SWARM создано около 100 механических особей размерами чуть более 1 кв. см, часть из них предназначена для отработки механизмов коммуникации между собой. Крошечные существа передвигаются только по ровной поверхности с помощью колесиков. В конечном же варианте они должны иметь по шесть ножек, как у тараканов, чтобы лучше преодолевать препятствия. Энергия для их функционирования добывается с помощью солнечных батарей на спинах. На данный момент роботы научились распознавать источники света и в случае нехватки энергии выходят для подзарядки батарей из тени на солнечные участки поверхности. Кроме того, уже идут эксперименты по разработке способов передачи информации. Так, участники движения помечают дорожки химическими веществами, по которым другие «муравьи» могут придерживаться уже проторенного пути или найти дорогу назад. Когда же микромашины I-SWARM наталкиваются на препятствия, то они сигнализируют об этом помощникам с помощью инфракрасных лучей. 

«Мультиагентные сообщества роботов могут пригодиться не только для космических программ, — комментирует заведующий лабораторией робототехники Института проблем механики им А.Ю. Ишлинского РАН Николай Болотник. — Такой же принцип применяется и для больших роботов, управляющих военными транспортными системами, предназначенными для подвоза боеприпасов, или участвующих в военных действиях на острие прорыва. Это грузовики или даже танки, которые самостоятельно осуществляют продвижение вперед группой и в зависимости от огня противника или возникающих препятствий на поле боя меняют строй и пытаются найти наиболее эффективный способ взаимодействия». 

«Для большой техники колесный способ, конечно, предпочтительнее, но вот для миниатюрных механизмов нужно искать другие движители, — рассказали РБК в лаборатории информационной техники и робототехники Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН. — Ими могут стать некое подобие лапок или принцип змеи. К примеру, представьте себе раскладной «метр», у которого в шарнирах находятся электромоторы. При помощи манипулирования отрезками конструкция может передвигаться в любом направлении, даже по пересеченной местности». 

Владимир Гаврилов