CoCoRo (Collective Cognitive Robotics) — это финансируемый Евросоюзом, проект по создании роя подводных роботов.
После трёх с половиной лет работы, учёным из Австрии, Италии, Германии, Бельгии и Великобритании — удалось построить рой, состоящий из 41 автономного подводного аппарата (AUV — autonomous underwater vehicle).
Рой состоит из трёх типов роботов:
20 роботов Jeff (разведчики дна),
20 небольших роботов Lily (осуществляют передачу данных между роботами Jeff и базовой станцией),
+ 1 базовая станция, которая представляет собой катамаран, плавающий на поверхности воды (связь между роем и человеком).
При создании роя, учёные старались придерживаться принципа KISS — Keep it Simple and Stupid (Делай это просто и глупо).
Для проекта был выбран децентрализованный подход, так как в рое нет одной точки отказа.
Рой — это надёжная, гибкая и масштабируемая система, которая может адаптироваться к меняющимся условиям.
К плюсам роя, так же, относится тот факт, что технические требования и стоимость одного робота для роя меньше, чем для систем состоящих только из одного робота.
В проекте CoCoRo, были реализованы три разных слоя познания: индивидуальные, групповые и глобальные. Один робот собирает информацию, которой он делится/сравнивает с локальной группой. После чего, уже целый рой принимает коллективное решение.
При проектировании и разработке программного обеспечения, учёные решили сосредоточиться на биоинспирированных алгоритмах, так как эти алгоритмы изначально и были вдохновлены взаимодействием мультиагентных систем в природе (муравьи, пчёлы, светлячки, слизевик, тараканы, рыбы). Что и придаёт этим алгоритмам необходимую для роя гибкость и надёжность.
Учёные запрограммировали модули самоорганизующихся алгоритмов познания, которые объединили с модулями самоорганизующихся алгоритмов движения (которые, так же, были вдохновлены различными животными).
робот Jeff
— чрезвычайно подвижный,
— может противостоять течению 1 м/с,
— имеет автономную систему управления плавучестью,
— богатый набор датчиков.
Коллективная работа роботов Jeff и Lily
Сценарий коллективного поиска магнитной (металлической) цели на «морском дне».
Сначала, робот Jeff находит цель, выполняя её поиск при помощи магнитного датчика. После обнаружения цели одним из роботов, он привлекает к цели других роботов при помощи синих световых сигналов. Затем, вызывается рой роботов Lily, которые находятся в более высоких слоях воды и служат для сигнализации места человеку.
Размер роя
Для роя роботов, важно знать свой собственный размер. В проекте CoCoRo, эту задачу решили при помощи алгоритма, вдохновлённого слизевиками; заменив химические сигналы на мигание синих светодиодов. Данные передаются соседним роботам и получается «волнообразное» движение данных.
После того, как алгоритм был успешно протестирован на роботах Lily, он был реализован и для роботов Jeff.
Кроме размера роя, слизевик вдохновил учёных на разработку алгоритма, который используется для коллективного движения роботов.
Добавив дополнительный датчика света, учёные демонстрируют «упорядочивание» роя, превращая его в некий действующий орган, который можно назвать «супер-организм».
«Удержание» роботов Lily возле базовой станции.
Ссылки
http://cocoro.uni-graz.at
CoCoRo: New video series tracks dev’t of collective behaviour in autonomous underwater swarm
Artificial Life Laboratory, Graz, Austria
По теме
Будущее за бионическими роботами?
В США успешно испытали группу катеров-беспилотников
Более 1000 роевых микророботов научили выстраивать сложные фигуры
BristleSwarm — коллективные виброботы на Arduino
Такие разные робо-рыбы
Роборыба на базе Arduino