Сотрудничество между Корнеллским университетом и Институтом интеллектуальных систем им. Макса Планка позволило найти эффективный способ расширить коллективное поведение роящихся микророботов: смешивание микронных роботов разных размеров позволяет им самоорганизовываться в разнообразные модели, которые можно манипулировать при приложении магнитного поля. Этот метод даже позволяет рою «запирать» пассивные объекты, а затем изгонять их.
Подход может помочь понять, как будущие микророботы могут осуществлять целенаправленное высвобождение лекарств, при котором партии микророботов транспортируют и высвобождают фармацевтический продукт в организме человека.
Статья группы «Программируемая самоорганизация гетерогенных коллективов микророботов» опубликована 5 июня в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ведущий автор — Стивен Серон, доктор философии. ’22, который работал в лаборатории старшего соавтора статьи Кирстин Петерсен, доцента и научного сотрудника факультета Арефа и Манон Лаххэм на кафедре электротехники и вычислительной техники в Корнеллском инженерном деле.
Лаборатория коллективного воплощенного интеллекта Петерсена изучала ряд методов — от алгоритмов и классического управления до физического интеллекта — чтобы убедить большие коллективы роботов вести себя разумно, часто за счет взаимодействия роботов с окружающей средой и друг с другом. Однако этот подход чрезвычайно сложен при применении к микромасштабным технологиям, которые недостаточно велики для встроенных вычислений. Предоставлено: Корнельский университет
Чтобы решить эту проблему , Серон и Петерсен объединились с соавторами статьи Гауравом Гарди и Метином Ситти из Института интеллектуальных систем Макса Планка в Штутгарте, Германия. Гарди и Ситти специализируются на разработке микросистем, управляемых магнитными полями.
«Сложность заключается в том, как обеспечить полезное поведение в рое роботов, у которых нет средств вычисления, восприятия или связи», — сказал Петерсен. «В нашей последней статье мы показали, что, используя единый глобальный сигнал, мы можем активировать роботов, в свою очередь влияя на их парные взаимодействия для создания коллективного движения, контактных и бесконтактных манипуляций с объектами. Теперь мы показали, что мы можем расширить этот репертуар поведения еще больше, просто используя вместе микророботов разного размера, так что их парные взаимодействия становятся асимметричными».
Микророботы в данном случае представляют собой напечатанные на 3D-принтере полимерные диски, каждый толщиной примерно с человеческий волос, покрытые тонким слоем ферромагнитного материала методом напыления и помещенные в бассейн с водой шириной 1,5 сантиметра. .
