Ils sont parmi nous depuis un moment déjà. De minuscules microbots qui travaillent ensemble pour combattre la maladie, retrouver un soldat perdu ou même construire une nouvelle structure sont apparus dans des films de science-fiction comme Rapport minoritaire dans le passé. Et plusieurs entreprises, dont IBM et HP, ont montré comment quelques petits robots peuvent communiquer entre eux pour accomplir une tâche.
Aujourd'hui, des chercheurs de Harvard ont développé le kilobot, un petit robot qui ne coûte que 14 dollars à construire et qui communique par infrarouge. Principale distinction: des centaines, voire des milliers de kilobots pourraient effectuer des tâches complexes. À l’avenir, ces robots pourraient ouvrir la voie à un assemblage rapide de prototypage. Imaginez des milliers de kilobots construisant un pont ou même un gratte-ciel, ou entrant dans une zone de guerre pour trouver les installations ennemies et désactiver les armes une par une.
Mike Rubenstein est un boursier postdoctoral travaillant dans le
Groupe de recherche sur les systèmes auto-organisés à l'Université Harvard. Il a expliqué que les minuscules robots utilisent deux moteurs vibrants pour se déplacer et communiquent avec d'autres robots par l'intermédiaire de deux moteurs vibrants. envoyer une lumière infrarouge sur une surface – ils connaissent l'emplacement des autres robots en lisant la lumière intensité.
Selon lui, la principale différence entre certains swarmbots précédents et le kilobit est que les nouveaux robots sont de véritables robots: ils travaillent ensemble, mais ne se contentent pas de suivre un itinéraire prédéterminé. Ils ressemblent plus à un Roomba qu'à une voiture RC qui suit simplement les commandes d'un opérateur. Avec le Roomba, le robot dispose de suffisamment d'intelligence pour surveiller l'environnement à la recherche d'obstacles et utiliser des milliers d'algorithmes pour trouver un itinéraire optimal.
"La principale application à court terme consiste à tester des algorithmes en essaim sur un système robotique à grande échelle", explique Rubenstein. « Nous pouvons les programmer pour qu’ils se déplacent et interagissent avec les robots voisins. Il existe de nombreux comportements possibles, jusqu’à présent nous avons travaillé sur la recherche de nourriture et l’exploration.
Rubenstein dit qu'il peut imaginer un scénario futur dans lequel les robots seraient utilisés pour des engagements militaires. L'équipe a déjà élaboré une feuille de route, appelée Termes, sur la façon dont les kilobots pourraient construire une structure 3D. L’équipe travaille sur un déploiement à grande échelle de kilobots. Rubenstein envisage également que les robots soient utilisés à des fins éducatives, ce qu'il appelle la « navigation de groupe dans les véhicules » et à des fins environnementales. cartographie - une technique qui se rapproche de ce à quoi ressemblerait une région après la corrosion ou après les effets du climat changement.
Scénarios médicaux
Un autre exemple d’interaction massive avec des swarmbots implique ce que l’on appelle les « particules ninja » développées par IBM. Ces minuscules robots polymères fonctionnent comme une cellule de votre corps: ils contiennent une charge électrique et sont attirés par les agents infectieux présents dans le corps comme un aimant. Les médecins pourraient utiliser des particules ninja qui agissent de manière autonome dans le corps pour trouver une plaie et commencer à réparer les cellules endommagées.
"Une fois que ces polymères entrent en contact avec l'eau dans ou sur le corps, ils s'auto-assemblent en une nanostructure qui est Conçu pour cibler les membranes bactériennes sur la base d'une interaction électrostatique et percer leurs membranes cellulaires et des murs. La nature physique de cette action empêche les bactéries de développer une résistance à ces nanoparticules », explique Jim Hedrick, chercheur chez IBM.
« Ces agents empêchent les bactéries de développer une résistance aux médicaments en brisant le système bactérien. paroi cellulaire et membrane, un mode d’attaque fondamentalement différent de celui des antibiotiques traditionnels », Hedrick dit. Le concept d’essaim, similaire à celui développé par Rubenstein, signifie que chaque polymère individuel ne peut pas accomplir la mission seule mais doit travailler avec les autres agents pour combattre une infection et modifier les cellules du corps.
Fait intéressant, Hedrick affirme que les particules ninja pourraient également être utilisées à des fins commerciales, pas seulement dans le domaine médical ou dans un laboratoire de recherche. Il dit que les nanostructures pourraient être intégrées au savon pour les mains, au déodorant, aux lingettes de table et aux désinfectants pour les mains pour lutter contre les infections. Ils pourraient également être utilisés pour lutter contre des infections majeures comme la tuberculose et les maladies pulmonaires. Une fois programmées, les particules accomplissent leur « mission » puis se dissolvent naturellement.
Scénarios futurs
Rubenstein hésitait à théoriser sur les futurs scénarios de kilobots. Pourtant, il est facile d’imaginer comment les swarmbots pourraient faire partie de notre vie quotidienne. Que des milliers de robots construisent des ponts, détectent des infections ou mènent nos batailles puisse conduire à un microarmageddon est une autre question. Pourtant, l’idée de capteurs intégrés à des objets physiques est déjà une réalité.
Un exemple est le ballon de basket 94Fifty, qui se vend environ 3 000 $. Le ballon contient un capteur qui communique avec un logiciel pour analyser le tir d’un joueur. Le logiciel peut être utilisé pour former de nouveaux joueurs aux mécanismes de tir, et les données peuvent être utilisées par une équipe entière pour analyser la façon dont ils jouent au jeu et comment améliorer leurs capacités. Cette analyse « ruche », déjà réalité, montre comment les capteurs embarqués peuvent travailler ensemble en équipe.
Les Swarmbots utilisent un concept similaire: ils pourraient être intégrés dans des objets physiques, communiquer entre eux, puis rapporter leurs activités à un serveur central.
C'est particulièrement intéressant dans un scénario de champ de bataille. Les Swarmbots pourraient fonctionner comme les nouveaux iRobot 110 Premier aperçu, un robot à déploiement rapide que vous jetez au sol.
Le robot peut supporter une chute de 15 pieds et est étanche jusqu’à 3 pieds. Bien qu'ils ne soient pas de la taille d'un microbot (chaque FirstLook mesure environ dix pouces de long et pèse cinq livres), ils pourraient fonctionner. dans une ruche, de la même manière que les programmeurs ont conçu un essaim d'aspirateurs iRobot Roomba pour nettoyer de grandes zones. Nous avons récemment vu deux Roombas travailler ensemble pour passer l'aspirateur dans une pièce, s'évitant et communiquant pour terminer le travail de nettoyage en deux fois moins de temps.
Les robots FirstLook utilisent déjà la lumière infrarouge pour trouver des itinéraires sur un champ de bataille. Même s’ils ne fonctionnent pas de manière autonome et ne communiquent pas encore entre eux, il est facile d’imaginer comment ce type de robots pourrait coordonner une mission d’exploration en territoire ennemi.
Les drones Swarmbot pourraient effectuer des tâches de surveillance, comme le montre le prochain Ghost Recon: Futur Soldat jeu d'Ubisoft, offrant une reconnaissance qui assure la sécurité des soldats. Bien entendu, ces scénarios futurs peuvent ressembler à de la science-fiction. Des questions se posent quant au coût de chaque robot sur le champ de bataille, et les responsables militaires se montrent réticents à l'utiliser. robots dans des situations de combat en raison des implications morales (les humains ont la capacité de prendre de meilleures impulsions) les décisions). Aujourd’hui, les robots militaires sont principalement utilisés pour surveiller le champ de bataille.
Cependant, comme pour tout projet de robotique, cela changera à mesure que l’IA s’améliorera. Les Swarmbots pourraient être programmés avec une sécurité de groupe plus puissante qu’un robot individuel. Ils pourraient être envoyés dans une zone de guerre pour retrouver des soldats blessés, réparer des véhicules et même désactiver les armes ennemies.
Pour l’instant, la technologie des swarmbots en est à ses premiers stades de développement. Le kilobot est jusqu’à présent le meilleur exemple démontrant comment un robot à faible coût peut effectuer des tâches simples et travailler ensemble au sein d’une horde. On ne sait toujours pas si cela conduit à un essaim de robots capables de tondre votre gazon, de réparer une clôture ou de construire un fort dans les arbres dans votre jardin.
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