دانشمندان روسی یک قانون جهانی حاکم بر رفتار ربات‌ها را کشف کرده‌اند.

به گزارش مجله خبری نگار،توانایی کنترل گروه‌های بزرگی از اشیاء در حال تعامل - از نانوکپسول‌های میکروسکوپی گرفته تا ربات‌های خودران - همچنان یکی از پیچیده‌ترین چالش‌های فناوری است. رویکرد‌های موجود یا مقیاس‌پذیری ضعیفی دارند یا پارامتر‌های کلیدی محیطی را در نظر نمی‌گیرند. محققان دانشگاه پلی‌تکنیک پرم با الهام از مکانیسم‌های بقای جمعی پنگوئن‌های امپراتور، راه‌حلی ارائه داده‌اند. آنها مدل ریاضی خودسازماندهی را اصلاح کردند و برای اولین بار، رفتار هر عامل را به صورت جداگانه تجزیه و تحلیل کردند و گذار از تصمیمات فردی به حرکت گروهی را آشکار ساختند. سرویس مطبوعاتی دانشگاه این موضوع را به Gazeta گزارش داد.

در طبیعت، مشکل رفتار هزاران عنصر کاملاً حل شده است. پنگوئن‌های امپراتور، که از طوفان‌های قطب جنوب جان سالم به در برده‌اند، در گروه‌های متراکمی جمع می‌شوند که در آنها دما به طور قابل توجهی بالاتر از بیرون است. پس از رسیدن به اندازه بحرانی، گله یک حرکت گردابی سازمان‌یافته را آغاز می‌کند: پرندگان از حاشیه سرد به تدریج به سمت مرکز گرم حرکت می‌کنند و برعکس. به این ترتیب، هر فرد به گرما دسترسی پیدا می‌کند و کلونی بدون هیچ مدیریتی زنده می‌ماند.

این منطق اساس مدل دانشگاه پلی‌تکنیک پرم را تشکیل می‌داد. پیش از این، دانشمندان نشان داده بودند که اگر گروهی از ربات‌های ساده به سمت یک منبع گرما حرکت کنند، می‌توانند ساختار‌های منظمی تشکیل دهند. با این حال، در آن زمان، تجزیه و تحلیل در سطح کل سیستم انجام می‌شد. اکنون، محققان رفتار هر عامل را جدا کرده‌اند.

مدل به‌روز شده بر اساس دو اصل مشتق شده از مشاهدات پنگوئن‌ها است: رفتار گرماجویی و دافعه کوتاه‌برد. هرچه شرایط سردتر باشد، عامل با شدت بیشتری به سمت گروه کشیده می‌شود. با این حال، با نزدیک شدن عناصر به یکدیگر، "فشاری" ایجاد می‌شود که از برخورد آنها جلوگیری می‌کند.

برای آزمایش جهان‌شمولی این اصول، دانشمندان از گروهی از ربات‌های کیلوبات استفاده کردند. معلوم شد که عوامل مصنوعی همان انتقال‌هایی را نشان می‌دهند که گروه‌های زنده از خود نشان می‌دهند. با تعداد کمی از اشیاء، سیستم یک ساختار کریستالی بی‌حرکت تشکیل می‌دهد. اما پس از عبور از یک آستانه - حدود ۱۱۰ عامل - حرکت گردابی خودبه‌خودی رخ می‌دهد. این امر توزیع مجدد گرما را تضمین می‌کند و به هر عنصر اجازه می‌دهد مدتی را در یک منطقه مطلوب بگذراند.

کریل کوستارف، پژوهشگر جوان در گروه فیزیک کاربردی در دانشگاه پلی‌تکنیک تحقیقات ملی پرم، توضیح داد: «حرکت مکانیکی عوامل گام به گام محاسبه شد: در هر گام زمانی، برنامه موقعیت همه ربات‌ها و نیرو‌های جاذبه و دافعه را تعیین کرد.»

به گفته او، اثر آستانه شناسایی‌شده از اهمیت کاربردی کلیدی برخوردار است. این اثر امکان پیش‌محاسبه اندازه گروه مورد نیاز برای شروع حرکت هماهنگ را فراهم می‌کند - پارامتری که هنگام طراحی دسته‌های ربات در دنیای واقعی بسیار مهم است.

اصول کشف‌شده توسط محققان، کاربرد‌های بالقوه‌ای را در حال حاضر پیدا کرده‌اند. برای مثال، دسته‌هایی از پهپاد‌های خودکار زیرآبی یا فضایی می‌توانند از تنظیم دما برای کار در شرایط بسیار سرد استفاده کنند؛ و در زیست‌پزشکی، نانوکپسول‌های حاوی دارو می‌توانند در محل تومور خودآرایی کنند، جایی که افزایش دما باعث آزادسازی موضعی دارو می‌شود.