Sono tra noi ormai da un po’. Piccoli microbot che lavorano insieme per combattere le malattie, trovare un soldato perduto o persino costruire una nuova struttura sono apparsi in film di fantascienza come Rapporto di minoranza nel passato. Inoltre, diverse aziende, tra cui IBM e HP, hanno dimostrato come alcuni piccoli robot possano comunicare tra loro per completare un'attività.
Ora, i ricercatori di Harvard hanno sviluppato il kilobot, un minuscolo robot che costa solo 14 dollari e che comunica tramite infrarossi. La distinzione principale: centinaia o addirittura migliaia di kilobot potrebbero svolgere compiti complessi. In futuro, questi robot potrebbero preparare il terreno per un rapido assemblaggio di prototipi. Immagina migliaia di kilobot che costruiscono un ponte o addirittura un grattacielo, o entrano in una zona di guerra per trovare installazioni nemiche e disattivare le armi una per una.
Mike Rubenstein è un ricercatore post-dottorato che lavora presso il Gruppo di ricerca sui sistemi auto-organizzanti
all'Università di Harvard. Ha spiegato che i piccoli robot utilizzano due motori vibranti per la locomozione e comunicano con altri robot inviando una luce infrarossa su una superficie: conoscono la posizione di altri robot leggendo la luce intensità.
La differenza principale, dice, tra alcuni swarmbot precedenti e i kilobit, è che i nuovi robot sono veri e propri robot: lavorano insieme, ma non si limitano a seguire un percorso predeterminato. Sono più simili a un Roomba che a un'auto RC che segue semplicemente i comandi di un operatore. Con Roomba, il bot ha abbastanza intelligenza per monitorare l'ambiente alla ricerca di ostacoli e utilizzando migliaia di algoritmi per trovare un percorso ottimale.
“La principale applicazione a breve termine è testare algoritmi di sciame su un sistema robotico su larga scala”, afferma Rubenstein. “Possiamo programmarli per muoversi e interagire con i robot vicini. I comportamenti possibili sono tanti, finora abbiamo lavorato sul foraggiamento e sull’esplorazione”.
Rubenstein afferma di poter immaginare uno scenario futuro in cui i robot verranno utilizzati per impegni militari. Il team ha già sviluppato una tabella di marcia, chiamata Terme, su come i kilobot potrebbero costruire una struttura 3D. Il team sta lavorando a un’implementazione su larga scala di kilobot. Rubenstein prevede anche che i robot vengano utilizzati per l’istruzione, quella che chiama “navigazione di veicoli di gruppo” e per l’ambiente mappatura: una tecnica che approssima l'aspetto di una regione dopo la corrosione o gli effetti del clima modifica.
Scenari medici
Un altro esempio di interazione massiccia di swarmbot riguarda le cosiddette “particelle ninja” che IBM sta sviluppando. Questi minuscoli robot polimerici funzionano come una cellula del tuo corpo: contengono una carica elettrica e sono attratti dagli agenti infettivi nel corpo come una calamita. I medici potrebbero utilizzare particelle ninja che funzionano autonomamente nel corpo per trovare una ferita e iniziare a riparare le cellule danneggiate.
“Una volta che questi polimeri entrano in contatto con l’acqua all’interno o sul corpo, si autoassemblano in una nanostruttura che è progettato per colpire le membrane dei batteri in base all'interazione elettrostatica e sfondare le loro membrane cellulari e muri. La natura fisica di questa azione impedisce ai batteri di sviluppare resistenza a queste nanoparticelle”, afferma Jim Hedrick, ricercatore dell’IBM.
“Questi agenti impediscono ai batteri di sviluppare resistenza ai farmaci sfondando effettivamente i batteri parete cellulare e membrana, una modalità di attacco fondamentalmente diversa rispetto agli antibiotici tradizionali”, Hedrick dice. Il concetto di sciame, simile a quello che Rubenstein sta sviluppando, significa che ogni singolo polimero non può raggiungere questo obiettivo la missione da sola, ma deve collaborare con gli altri agenti per combattere un'infezione e alterare le cellule del corpo corpo.
È interessante notare che Hedrick afferma che le particelle ninja potrebbero essere utilizzate anche per applicazioni commerciali, non solo in campo medico o in un laboratorio di ricerca. Dice che le nanostrutture potrebbero essere integrate in saponi per le mani, deodoranti, salviette da tavola e disinfettanti per le mani per combattere le infezioni. Potrebbero anche essere usati per combattere infezioni gravi come la tubercolosi e le malattie polmonari. Una volta programmate, le particelle svolgono la loro “missione” e poi si dissolvono naturalmente.
Scenari futuri
Rubenstein era riluttante a teorizzare i futuri scenari dei kilobot. Tuttavia, è facile immaginare come gli swarmbots potrebbero diventare parte della nostra vita quotidiana. Se avere migliaia di robot che costruiscono ponti, trovano infezioni o combattono le nostre battaglie potrebbe portare a un microarmageddon è un’altra questione. Tuttavia, l’idea dei sensori negli oggetti fisici è già una realtà.
Un esempio è il pallone da basket 94Fifty, che viene venduto per circa $ 3.000. La palla contiene un sensore che comunica con il software per analizzare il tiro di un giocatore. Il software può essere utilizzato per formare nuovi giocatori sulle meccaniche di tiro e i dati possono essere utilizzati da un'intera squadra per analizzare come giocano e come migliorare le proprie abilità. Questa analisi “alveare”, già una realtà, mostra come i sensori integrati possono lavorare insieme in una squadra.
Gli Swarmbot utilizzano un concetto simile: potrebbero essere incorporati in oggetti fisici, comunicare tra loro e quindi riportare le loro attività a un server centrale.
Ciò è particolarmente interessante in uno scenario di campo di battaglia. Gli Swarmbots potrebbero funzionare come nuovi iRobot 110 Primo sguardo, un bot a schieramento rapido da gettare a terra.
Il robot può sopportare una caduta di 15 piedi ed è impermeabile fino a 3 piedi. Sebbene non abbiano le dimensioni di un microbot (ogni FirstLook è lungo circa dieci pollici e pesa cinque libbre), potrebbero funzionare in un alveare, in modo simile a come i programmatori hanno progettato uno sciame di aspirapolvere iRobot Roomba per pulire grandi superfici le zone. Recentemente abbiamo visto due Roomba lavorare insieme per aspirare una stanza, evitandosi a vicenda e comunicando per completare il lavoro di pulizia nella metà del tempo.
I robot FirstLook utilizzano già la luce infrarossa per trovare percorsi in un campo di battaglia. Anche se non funzionano in modo autonomo e non comunicano ancora tra loro, è facile immaginare come questi tipi di robot potrebbero coordinare una missione esplorativa in territorio nemico.
I droni Swarmbot potrebbero svolgere compiti di sorveglianza come visto nei prossimi Ghost Recon: Futuro Soldato gioco di Ubisoft, che fornisce ricognizione che mantiene i soldati al sicuro. Naturalmente, questi scenari futuri possono sembrare fantascienza. Ci sono dubbi sul costo di ciascun robot sul campo di battaglia e gli ufficiali militari sono stati reticenti all'utilizzo robot in situazioni di combattimento a causa delle implicazioni morali (gli esseri umani hanno la capacità di dare impulsi migliori decisioni). Oggi i robot militari vengono utilizzati principalmente per il rilevamento del campo di battaglia.
Tuttavia, come per qualsiasi attività di robotica, ciò cambierà con il miglioramento dell’intelligenza artificiale. Gli Swarmbot potrebbero essere programmati con un failsafe di gruppo più forte di un singolo bot. Potrebbero essere inviati in una zona di guerra per trovare soldati feriti, riparare veicoli e persino disattivare le armi nemiche.
Per ora, la tecnologia swarmbot è saldamente in una fase di sviluppo iniziale. Il kilobot è finora il miglior esempio che dimostra come un bot a basso costo possa eseguire compiti semplici e lavorare insieme in un’orda. Non è ancora noto se questo porti a uno sciame di robot in grado di falciare l’erba, riparare una recinzione o costruire un forte sull’albero nel tuo cortile.
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