sciami di semplici, i robot interagenti hanno il potenziale per sbloccare abilità furtive per svolgere compiti complessi. Far sì che questi robot raggiungano una vera mente coordinata simile a un alveare, anche se, si è rivelato un ostacolo.

Nel tentativo di cambiare questo, un team del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT ha ideato uno schema sorprendentemente semplice:cubi robotici autoassemblanti che possono arrampicarsi uno sopra l'altro, salta in aria, e rotolare per terra.

Sei anni dopo la prima iterazione del progetto, i robot possono ora "comunicare" tra loro utilizzando un sistema simile a un codice a barre su ciascuna faccia del blocco che consente ai moduli di identificarsi l'un l'altro. La flotta autonoma di 16 blocchi può ora svolgere compiti o comportamenti semplici, come formare una linea, seguendo le frecce, o luce di tracciamento.

All'interno di ogni "M-Block" modulare c'è un volano che si muove a 20, 000 giri al minuto, utilizzando il momento angolare quando il volano è frenato. Su ogni bordo e su ogni faccia ci sono magneti permanenti che consentono a due cubi di attaccarsi l'uno all'altro.

Anche se i cubi non possono essere manipolati così facilmente come, dire, quelli del videogioco "Minecraft, " il team prevede forti applicazioni nella risposta ai disastri e nei soccorsi. Immagina un edificio in fiamme dove una scala è scomparsa. In futuro, potresti semplicemente lanciare M-Block a terra e guardarli costruire una scala temporanea per salire sul tetto o giù nel seminterrato per salvare le vittime.

"M sta per movimento, magnete, e magia, " afferma Daniela Rus, professoressa del MIT e direttrice del CSAIL. "'Motion, ' perché i cubi possono muoversi saltando. 'Magnete, ' perché i cubi possono connettersi ad altri cubi usando i magneti, e una volta collegati possono muoversi insieme e connettersi per assemblare strutture. 'Magia, ' perché non vediamo parti in movimento, e il cubo sembra essere guidato dalla magia."

Al di là dei soccorsi in caso di calamità, i ricercatori immaginano di usare i blocchi per cose come i giochi, produzione, e assistenza sanitaria.

"La cosa unica del nostro approccio è che è poco costoso, robusto, e potenzialmente più facile da scalare fino a un milione di moduli, '' dice CSAIL Ph.D. studente John Romanishin, autore principale di un nuovo articolo sul sistema. "Gli M-Block possono muoversi in modo generale. Altri sistemi robotici hanno meccanismi di movimento molto più complicati che richiedono molti passaggi, ma il nostro sistema è più scalabile ed economico".

Romanishin ha scritto il documento insieme a Rus e allo studente universitario John Mamish dell'Università del Michigan. Presenteranno il documento sui blocchi M alla Conferenza internazionale dell'IEEE sui robot e i sistemi intelligenti a novembre a Macao.

I precedenti sistemi robotici modulari in genere affrontano il movimento utilizzando moduli di unità con piccoli bracci robotici noti come attuatori esterni. Questi sistemi richiedono molta coordinazione anche per i movimenti più semplici, con più comandi per un salto o un salto.

Sul versante della comunicazione, altri tentativi hanno comportato l'uso della luce infrarossa o delle onde radio, che può diventare rapidamente goffo:se hai molti robot in una piccola area e stanno tutti cercando di inviarsi segnali l'un l'altro, apre un canale disordinato di conflitto e confusione.

Quando un sistema utilizza segnali radio per comunicare, i segnali possono interferire tra loro quando ci sono molte radio in un piccolo volume.

Già nel 2013, il team ha costruito il proprio meccanismo per gli M-Block. Hanno creato cubi a sei facce che si muovono usando qualcosa chiamato "forze inerziali". Ciò significa che, invece di utilizzare bracci mobili che aiutano a collegare le strutture, i blocchi hanno al loro interno una massa che "buttano" contro il fianco del modulo, che fa ruotare e spostare il blocco.

Ogni modulo può muoversi in quattro direzioni cardinali quando posizionato su una qualsiasi delle sei facce, che si traduce in 24 diverse direzioni di movimento. Senza piccole braccia e appendici che sporgono dai blocchi, è molto più facile per loro non subire danni ed evitare collisioni.

Sapendo che la squadra aveva affrontato gli ostacoli fisici, la sfida critica persisteva ancora:come far comunicare questi cubi e identificare in modo affidabile la configurazione dei moduli vicini?

Romanishin ha inventato algoritmi progettati per aiutare i robot a svolgere compiti semplici, o "comportamenti, " che li ha portati all'idea di un sistema simile a un codice a barre in cui i robot possono percepire l'identità e il volto di quali altri blocchi sono collegati.

In un esperimento, il team ha fatto trasformare i moduli in una linea da una struttura casuale, e hanno osservato se i moduli potevano determinare il modo specifico in cui erano collegati tra loro. Se non lo fossero, avrebbero dovuto scegliere una direzione e rotolare in quel modo finché non fossero finiti alla fine della linea.

Essenzialmente, i blocchi hanno utilizzato la configurazione di come sono collegati tra loro per guidare il movimento che scelgono di spostare e il 90 percento degli M-Block è riuscito a entrare in una linea.

Il team nota che costruire l'elettronica è stato molto impegnativo, soprattutto quando si cerca di inserire hardware complesso all'interno di un pacchetto così piccolo. Per rendere gli sciami M-Block una realtà più ampia, il team vuole proprio questo:sempre più robot per creare sciami più grandi con capacità più forti per varie strutture.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.