Schwarmintelligenz von Robotern

Najgore što se jednom znanstveniku iz svemirskog programa može dogoditi je da se robota uspješno dopremilo na neku daleku planetu i tada mu ruka zapne u zglobu ili mu se pokvari prijemnik signala i čitav basnoslovno skup projekt padne u vodu zbog relativno malog kvara. Robota milijunima kilometara od Zemlje nema tko popraviti i čitava misija pada u vodu. Da bi doskočila takvom horor scenariju, jedna grupa znanstvenika radi na novom principu robotike: na robotu koji bi bio sačinjen od više manjih robota složenih poput lego kockica. U slučaju da se jedan od njih pokvari, zamijeni ga ili ga čak popravi jedan drugi. Dakle robot kao organizam sačinjen od manjih organa-robota.

Biologija, zoologija i mehanika

Ono što na prvi trenutak zvuči kao jednostavna postavka u praksi je vrlo složen zadatak. Prije nego što će takav super-robot funkcionirati potrebno je da se znanstvenici najrazličitijih profila poput informatičara, mehaničara ali i biologa i zoologa slože oko zajedničke polazne točke. Jer jedino tako je moguće doći do konačnog rješenja.

Prvi problem nastaje u trenutku kada treba spojiti više manjih robota. Profesoru informatike Paulu Leviju i njegovoj ekipi sa sveučilišta u Stuttgartu po prvi put je pošlo za rukom konstruirati jednog takvog robota. Novi robot na prvi pogled ne djeluje baš tako revolucionarno: mala bijela kocka od plastike koja se kreće na kotačićima na elektromotorni pogon. Jedino što upada u oči su moduli za spajanje veličine kovanice jednog eura. Postupak spajanja s drugim robotom je osjetljivi trenutak: u tom trenutku treba koordinirati pokrete robota, male kamere i infracrvene senzore za prepoznavanje okoline. No mehanika za spajanje s drugim modulima je još, u usporedbi s ostalim fazama, reletivno lako rješiv problem. Mnogo je teže skupinu spojenih robota "natjerati" da djeluju kao jedan mehanički organizam.

Dario Floreano, pionir robotike s politehničke škole u Lausanni, objašnjava da se ono što na prvi pogled izgleda jednostavno, u praksi pokazuje kao vrlo složen problem. Zadatak zaista zvuči jednostavno: nekoliko modula tj. mini robota, se treba povezati u manju kompoziciju. Nakon toga glava ta umjetne "zmije" treba pronaći "rep" te se s njim spojiti. Bez pomoći izvana mini roboti prvo moraju uopće "shvatiti" gdje su u odnosu na druge robote te im se nakon toga oprezno približiti kako bi se spojili u jednu cjelinu.

Hijerarhija ili autonomija

Pritom, kako objašnjava Ronald Thenius sa sveučilišta u Grazu, postoje dvije različite strategije po kojima roboti mogu "naći put jedan k drugom". Po jednoj strategiji, koja se naziva hijerarhijskom, jedan glavni robot, kao u vojsci, upravlja drugim robotima i koordinira ih u procesu spajanja u jednu cjelinu. Ovom principu, slično kao i pravom životu, nasuprot stoji nehijerarhijski, "demokratski" princip. Po njemu se minirobotima daju određena uputstva i pravila po kojima sami djeluju, naravno u suradnji s drugima. Thenius ovaj princip uspoređuje s principom košnice u kojoj također ne postoji centrala koja na oku drži čitav roj i njime upravlja nego se svaka pčela ravna po pčeli koja joj je najbliže i koja s njom surađuje. Jedan od glavnih principa jednog roja je taj da one pčele koje se brinu o podmladtku automatski hranu dobivaju od drugih pčela.

No na koji način roboti mogu učiti od prirodnih rojeva poput pčelinjih? Primjer, kako kaže biolog Thenius, može biti embrij koji se razvija iz oplođene stanice koja se tijekom rasta dijeli na stanice očiju, udova i ostalih organa. "Tko proces dijeljenja stanice dobro razumije, taj će biti u stanju taj proces pretočiti u software za robote", kaže Thenius. Ovaj software bi robotu tada rekao koju funkciju će unutar jednog većeg organizma preuzeti: funkciju pokreta, vida ili sluha.

Hoće li ovaj smioni spoj robotike i bilologije u praksi zaživjeti, pokazat će se za dvije godine. Tada će naime započeti eksperiment tijekom kojeg će stotinu robota na jednom poligonu koji nalikuje stranoj planeti u razdoblju od stotinu dana "surađivati" i spajati se u funkcionirajuće cjeline. I to sve bez pomoći znastvenika koji će za to vrijeme biti samo promatrači.

Autor: Nils Michaelis (N. Kreizer)
Odg. ur.: A. Jung-Grimm