Ролята на насекомите в развитието на SWARM роботиката

Какво общо може да има между насекомите и иновативни технологии като SWARM роботиката? Повече, отколкото бихте предположили. Роботиката и ентомологията (дялът от биологията, посветен на на инсектите) имат пресечни точки – при това немалко.

В следващите редове ще разберете какво свързва SWARM системите с насекомите благодарение на Preventa.bg – водеща пест контрол фирма у нас. Специалистите познават насекомите от А до Я – не само когато става дума за борба с вредители, но и когато буболечките вдъхновяват технологични иновации.

Какво представлява SWARM роботиката и къде се прилага?

SWARM системите са дял от роботиката, в който множество малки единици действат като група – синхронно и сравнително автономно – за постигане на общи цели. Всеки един от тези роботи следва предварително зададен набор от правила (алгоритми) и комуникира с останалите, за да се осигури синхрон в тяхната работа. Обикновено роботите обменят информация помежду си чрез локална мрежа (тип mesh). 

Освен комуникационен модул и микроконтролер с алгоритми, всеки робот разполага и със сензори и/или камери, софтуер за обработка на тези сензорни данни, както и батерия и механизъм за придвижване в зависимост от средата, в която оперира.

Най-интересното в swarm роботиката е начинът, по който се управлява системата. Вместо да контролира всяка единица поотделно, операторът само поставя общата задача и уточнява параметрите на средата, а групата роботи я изпълняват, координирайки действията си самостоятелно.

Подобен начин на работа се среща и в природата – рояците птици или пчели се движат заедно в пълен синхрон, без някоя от тях да ръководи или координира процеса. По същия начин, мравките строят сложни по структура мравуняци или изграждат живи мостове с телата си, за да могат останалите от колонията да преминат от едно място на друго. Примерите са много.

Кои са насекомите, вдъхновили SWARM роботиката

Вече споменахме някои от видовете насекоми, вдъхновили SWARM роботиката – това са мравки, термити, оси, пчели. Социални насекоми, притежаващи колективен интелект и демонстриращи забележително ниво на самоорганизация. 

В единичните екземпляри няма нищо впечатляващо. Една мравка или една пчела не притежават някакви особени умения или интелигентност. Работничките действат съобразно ролята, която им е отредена в кошера или мравуняка, следвайки прости правила и феромони. Заедно обаче са способни на невероятни неща.

Мравките например са истински архитекти. Техните подземни гнезда представляват сложни структури от тунели, камери и галерии с различно предназначение. Някои галерии служат като детски ясли – там се отглеждат ларвите, а други са предназначени за складиране на хранителни запаси. Някои видове изграждат дори своеобразни вентилационни системи.

Пчелите пък комуникират помежду си чрез танц (освен чрез универсалните за всички насекоми феромони). С определени движения, те предават на останалите членове от колонията информация за местонахождения на цветен прашец и дори извършват своеобразно „гласуване“ за възможните маршрути.

Най-впечатляващото е, че социалните насекоми правят всичко това и вземат решенията заедно и децентрализирано – без да са ръководени от никого. В колониите както на пчелите, така и на мравките, има царици, но те не ръководят, нито координират тези процеси по никакъв начин. Ролята им е съвършено различна – на тях е поверена репродукцията.

А когато царица умре, останалите от колонията решават заедно кой да заеме мястото й. Това е своеобразна система за саморегулация, която осигурява стабилността в колонията.

И нищо чудно, че има съвременни технологии се базират на тези принципи.

Приложения на SWARM роботиката

Swarm системите вече имат реални приложения в различни сфери на човешката дейност – мониторинг на околната среда, земеделие, спасителни и военни мисии, логистика, и други.
Австралийската компания SwarmFarm Robotics например използва множество малки автономни машини, които обработват почвата, сеят и пръскат с препарати координирано. Така се потребяват по-малко  гориво и препарати, а ефективността се повишава значително.

Под водата принципът намира приложение в проекта SwarmDiver на AQUA Group (САЩ) – малки автономни подводни дронове, които се движат синхронно, за да събират данни, да извършват мониторинг или други акции. Те се използват в океанографски изследвания, екологичен надзор и военноморски мисии.

В индустрията пък канадската фирма Attabotics прилага swarm модел при автоматизирани складови системи.

—

Насекомите не са само и единствено вредители – от тях може да има реални ползи. Освен, че имат своето място в екосистемата, някои инсекти могат да послужат за вдъхновение в развитието на нови технологии – и SWARM роботиката е един от примерите за това.