Eles já estão entre nós há algum tempo. Pequenos microrobôs que trabalham juntos para combater doenças, encontrar um soldado perdido ou até mesmo construir uma nova estrutura apareceram em filmes de ficção científica como Relatório Minoritário no passado. E várias empresas, incluindo IBM e HP, mostraram como alguns pequenos robôs podem comunicar entre si para completar uma tarefa.
Agora, pesquisadores de Harvard desenvolveram o kilobot, um pequeno robô que custa apenas US$ 14 para ser construído e se comunica por infravermelho. A principal distinção: centenas ou mesmo milhares de quilobots poderiam realizar tarefas complexas. No futuro, esses bots poderão preparar o terreno para a montagem rápida de protótipos. Imagine milhares de quilobots construindo uma ponte ou até mesmo um arranha-céu, ou entrando em uma zona de guerra para encontrar instalações inimigas e desativar armas uma por uma.
Mike Rubenstein é um pós-doutorando que trabalha no Grupo de pesquisa de sistemas auto-organizados na Universidade de Harvard. Ele explicou que os pequenos bots usam dois motores vibratórios para locomoção e se comunicam com outros bots por meio de enviando uma luz infravermelha para uma superfície – eles sabem a localização de outros bots lendo a luz intensidade.
A principal diferença, diz ele, entre alguns swarmbots anteriores e o kilobit, é que os novos bots são robôs genuínos: eles trabalham juntos, mas não seguem apenas uma rota pré-determinada. Eles se parecem mais com um Roomba do que com um carro RC que apenas segue os comandos de um operador. Com o Roomba, o bot tem inteligência suficiente para monitorar o ambiente em busca de obstruções e usando milhares de algoritmos para encontrar a rota ideal.
“A principal aplicação de curto prazo é testar algoritmos de enxame em um sistema robótico de grande escala”, diz Rubenstein. “Podemos programá-los para se moverem e interagirem com robôs vizinhos. Existem muitos comportamentos possíveis, até agora trabalhamos na coleta e na exploração.”
Rubenstein diz que pode imaginar um cenário futuro onde os bots serão usados para combates militares. A equipe já desenvolveu um roteiro, denominado Termas, sobre como os kilobots poderiam construir uma estrutura 3D. A equipe está trabalhando em uma implantação em larga escala para kilobots. Rubenstein também prevê que os bots sejam usados para a educação, o que ele chama de “navegação em veículos em grupo” e para fins ambientais. mapeamento - uma técnica que aproxima a aparência de uma região após a corrosão ou após os efeitos do clima mudar.
Cenários médicos
Outro exemplo de interação massiva com swarmbots envolve as chamadas “partículas ninja” que a IBM está desenvolvendo. Esses minúsculos robôs de polímero funcionam como uma célula do seu corpo – eles contêm uma carga elétrica e são atraídos por agentes infecciosos no corpo como um ímã. Os médicos poderiam usar partículas ninja que funcionam de forma autônoma no corpo para encontrar uma ferida e começar a reparar células danificadas.
“Uma vez que esses polímeros entram em contato com a água no corpo, eles se automontam em uma nanoestrutura que é projetado para atingir membranas de bactérias com base na interação eletrostática e romper suas membranas celulares e paredes. A natureza física desta ação impede que as bactérias desenvolvam resistência a estas nanopartículas”, afirma Jim Hedrick, investigador da IBM.
“Esses agentes evitam que as bactérias desenvolvam resistência aos medicamentos, rompendo a barreira bacteriana parede celular e membrana, um modo de ataque fundamentalmente diferente em comparação com os antibióticos tradicionais”, Hedrick diz. O conceito de enxame, semelhante ao que Rubenstein está desenvolvendo, significa que cada polímero individual não pode realizar a missão por conta própria, mas tem que trabalhar com outros agentes para combater uma infecção e alterar células no corpo.
Curiosamente, Hedrick diz que as partículas ninja também podem ser usadas para aplicações comerciais, não apenas na área médica ou em laboratórios de pesquisa. Ele diz que as nanoestruturas poderiam ser incorporadas em sabonetes, desodorantes, lenços umedecidos e desinfetantes para as mãos para combater infecções. Eles também poderiam ser usados para combater infecções graves, como tuberculose e doenças pulmonares. Uma vez programadas as partículas, elas cumprem sua “missão” e depois se dissolvem naturalmente.
Cenários futuros
Rubenstein hesitou em teorizar sobre cenários futuros de quilobots. No entanto, é fácil imaginar como os swarmbots poderiam tornar-se parte da nossa vida quotidiana. Se ter milhares de bots construindo pontes, encontrando infecções ou travando nossas batalhas poderia levar a um microarmageddon é outra questão. No entanto, a ideia de sensores em objetos físicos já é uma realidade.
Um exemplo é a bola de basquete 94Fifty, que é vendida por cerca de US$ 3.000. A bola contém um sensor que se comunica com o software para analisar o chute do jogador. O software pode ser usado para treinar novos jogadores na mecânica de tiro, e os dados podem ser usados por uma equipe inteira para analisar como eles jogam e como melhorar suas habilidades. Esta análise “colmeia”, já uma realidade, mostra como os sensores incorporados podem trabalhar juntos em equipe.
Os Swarmbots usam um conceito semelhante: eles podem ser incorporados em objetos físicos, comunicar-se entre si e depois reportar suas atividades a um servidor central.
Isso é particularmente interessante em um cenário de campo de batalha. Swarmbots poderiam funcionar como os novos Primeiro olhar do iRobot 110, um bot de implantação rápida que você joga no chão.
O bot pode suportar uma queda de 15 pés e é à prova d'água até 3 pés. Embora não sejam do tamanho de um microbot (cada FirstLook tem cerca de 25 centímetros de comprimento e pesa 2,5 quilos), eles poderiam funcionar em uma colméia, semelhante a como os programadores projetaram um enxame de aspiradores iRobot Roomba para limpar grandes áreas. Recentemente, vimos dois Roombas trabalhando juntos para aspirar um ambiente, evitando um ao outro e se comunicando para terminar o trabalho de limpeza na metade do tempo.
Os bots FirstLook já usam luz infravermelha para encontrar rotas em um campo de batalha. Mesmo que eles não funcionem de forma autônoma e ainda não se comuniquem entre si, é fácil imaginar como esses tipos de bots poderiam coordenar uma missão exploratória em território inimigo.
Os drones Swarmbot poderiam realizar tarefas de vigilância, como visto no próximo Soldado do futuro com reconhecimento fantasma jogo da Ubisoft, fornecendo reconhecimento que mantém os soldados seguros. É claro que estes cenários futuros podem parecer ficção científica. Há dúvidas sobre o custo de cada bot no campo de batalha, e as autoridades militares têm sido reticentes em usá-lo. robôs em situações de combate por causa das implicações morais (os humanos têm a capacidade de dar impulso melhor decisões). Os bots militares são usados principalmente para pesquisar o campo de batalha hoje.
No entanto, como acontece com qualquer empreendimento robótico, isso mudará à medida que a IA melhorar. Os Swarmbots podem ser programados com um grupo à prova de falhas que é mais forte do que um bot individual. Eles poderiam ser enviados para uma zona de guerra para encontrar soldados feridos, consertar veículos e até mesmo desativar armas inimigas.
Por enquanto, a tecnologia swarmbot está firmemente num estágio inicial de desenvolvimento. O kilobot é o melhor exemplo até agora que demonstra como um bot de baixo custo poderia realizar tarefas simples e trabalhar em conjunto em uma horda. Ainda não se sabe se isso leva a um enxame de bots que podem cortar sua grama, consertar uma cerca ou construir um forte na árvore em seu quintal.
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