La comunicazione è la chiave per qualsiasi team che cerca di completare in modo collaborativo un'attività, se è composto da persone o robot autonomi. Ma mentre le persone possono usare l'intuizione e l'esperienza per gestire circostanze impreviste, un robot non può operare al di fuori della sua programmazione.

Per molti squadroni di droni che operano sul campo, magari cercando una fuga di radiazioni in un impianto nucleare con spesse pareti di cemento o mappando miglia di fondale oceanico, rimanere in contatto costante è impossibile. La loro programmazione, poi, devono essere in grado di adattarsi a sfide quali un'area operativa in cambiamento o un'improvvisa perdita di comunicazioni.

Michael Zavlanos, la Mary Milus Yoh e Harold L. Yoh, Jr. Professore Associato alla Duke University, sta lavorando su protocolli di comunicazione intermittenti che consentono ai robot di disconnettersi temporaneamente l'uno dall'altro per operare autonomamente in terreni così difficili.

"Disconnettendosi dalla rete, i robot possono coprire diverse aree libere da vincoli di comunicazione, " ha detto Zavlanos. "L'obiettivo è garantire che alla fine si riconnetteranno sempre in luoghi di incontro adeguatamente negoziati per trasferire informazioni tra loro".

Ma cosa succede quando un robot non arriva a un punto di comunicazione all'orario previsto? Gli altri robot aspettano per sempre? Se solo poche cose vanno male in una volta, l'intero sistema può bloccarsi con i robot che si aspettano l'un l'altro in luoghi diversi.

Per aggirare questo problema, Zavlanos programma il suo squadrone di robot in modo che possano tollerare l'incertezza nei tempi di arrivo nei luoghi di comunicazione. In questo modo, gli eventi di comunicazione sono garantiti e le informazioni possono eventualmente propagarsi da qualsiasi robot a qualsiasi altro robot del team in modo intermittente. Sebbene questo problema possa sembrare semplice per piccoli team di pochi robot, diventa rapidamente scoraggiante quando si scala fino a dozzine di droni o più.

"La domanda a cui stiamo davvero cercando di rispondere è quali robot dovrebbero comunicare dove e quando in modo che le informazioni possano essere propagate indefinitamente, " ha detto Zavlanos. "Vogliamo anche che questi robot progettino queste sequenze di eventi di comunicazione in modo distribuito utilizzando solo informazioni locali, anche se sono essenzialmente disconnessi l'uno dall'altro per la maggior parte del tempo."

L'attuale lavoro di Zavlanos coinvolge quattro robot di terra autonomi alla ricerca di quattro stelle di colore diverso, che rappresentano importanti informazioni. La simulazione include anche varie posizioni contrassegnate per potenziali comunicazioni. Mentre lavorano attraverso il loro modello di ricerca e comunicano tra loro, alla fine un robot raccoglie tutte e quattro le stelle e le restituisce all'utente.

"In questo specifico esperimento, i robot sanno già in anticipo quali compiti devono svolgere, " ha detto Zavlanos. "Ma stiamo anche lavorando a una versione adattiva in cui le attività vengono annunciate in tempo reale, e i robot devono pianificare nuovi percorsi di ricerca assicurandosi contemporaneamente che i loro protocolli di comunicazione rimangano intatti".