Enjambres de simples Los robots que interactúan tienen el potencial de desbloquear habilidades sigilosas para realizar tareas complejas. Conseguir que estos robots logren una verdadera mente de coordinación similar a una colmena, aunque, ha demostrado ser un obstáculo.

En un esfuerzo por cambiar esto, un equipo del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT ideó un esquema sorprendentemente simple:cubos robóticos autoensamblados que pueden trepar unos sobre otros y alrededor de otros, saltar por los aires, y rodar por el suelo.

Seis años después de la primera iteración del proyecto, los robots ahora pueden "comunicarse" entre sí mediante un sistema similar a un código de barras en cada cara del bloque que permite que los módulos se identifiquen entre sí. La flota autónoma de 16 bloques ahora puede realizar tareas o comportamientos simples, como formar una línea, siguientes flechas, o luz de seguimiento.

Dentro de cada "M-Block" modular hay un volante que se mueve a 20, 000 revoluciones por minuto, utilizando el momento angular cuando se frena el volante. En cada borde y cada cara hay imanes permanentes que permiten que dos cubos se unan entre sí.

Si bien los cubos no se pueden manipular tan fácilmente como, decir, los del videojuego "Minecraft, "el equipo prevé aplicaciones sólidas en respuesta a desastres y socorro. Imagine un edificio en llamas donde ha desaparecido una escalera. En el futuro, simplemente puede tirar bloques M al suelo y verlos construir una escalera temporal para subir al techo o bajar al sótano para rescatar a las víctimas.

"M significa movimiento, imán, y magia, "dice la profesora del MIT y directora de CSAIL, Daniela Rus." 'Moción, 'porque los cubos pueden moverse saltando. 'Imán, 'porque los cubos se pueden conectar a otros cubos mediante imanes, y una vez conectados, pueden moverse juntos y conectarse para ensamblar estructuras. 'Magia, 'porque no vemos partes móviles, y el cubo parece impulsado por arte de magia ".

Más allá del socorro en casos de desastre, los investigadores imaginan usar los bloques para cosas como juegos, fabricación, y cuidado de la salud.

"Lo único de nuestro enfoque es que es económico, robusto, y potencialmente más fácil de escalar a un millón de módulos, '' dice CSAIL Ph.D. estudiante John Romanishin, autor principal de un nuevo artículo sobre el sistema. "Los M-Blocks pueden moverse de manera general. Otros sistemas robóticos tienen mecanismos de movimiento mucho más complicados que requieren muchos pasos, pero nuestro sistema es más escalable y rentable ".

Romanishin escribió el artículo junto con Rus y el estudiante universitario John Mamish de la Universidad de Michigan. Presentarán el documento sobre bloques M en la Conferencia Internacional sobre Robots y Sistemas Inteligentes de IEEE en noviembre en Macao.

Los sistemas de robots modulares anteriores normalmente abordan el movimiento utilizando módulos de unidad con pequeños brazos robóticos conocidos como actuadores externos. Estos sistemas requieren mucha coordinación incluso para los movimientos más simples, con múltiples comandos para un salto o salto.

Por el lado de la comunicación, otros intentos han involucrado el uso de luz infrarroja u ondas de radio, que puede volverse torpe rápidamente:si tiene muchos robots en un área pequeña y todos intentan enviarse señales entre sí, abre un canal desordenado de conflicto y confusión.

Cuando un sistema usa señales de radio para comunicarse, las señales pueden interferir entre sí cuando hay muchas radios en un volumen pequeño.

En 2013, el equipo desarrolló su mecanismo para M-Blocks. Crearon cubos de seis caras que se mueven usando algo llamado "fuerzas de inercia". Esto significa que, en lugar de usar brazos móviles que ayudan a conectar las estructuras, los bloques tienen una masa en su interior que "arrojan" contra el lateral del módulo, lo que hace que el bloque gire y se mueva.

Cada módulo puede moverse en cuatro direcciones cardinales cuando se coloca en cualquiera de las seis caras, lo que da como resultado 24 direcciones de movimiento diferentes. Sin bracitos y apéndices que sobresalgan de los bloques, es mucho más fácil para ellos mantenerse libres de daños y evitar colisiones.

Sabiendo que el equipo había superado los obstáculos físicos, el desafío crítico aún persistía:¿Cómo hacer que estos cubos se comuniquen e identifiquen de manera confiable la configuración de los módulos vecinos?

Romanishin ideó algoritmos diseñados para ayudar a los robots a realizar tareas simples, o "comportamientos, "lo que los llevó a la idea de un sistema similar a un código de barras en el que los robots pueden detectar la identidad y el rostro de los otros bloques a los que están conectados.

En un experimento, el equipo hizo que los módulos se convirtieran en una línea a partir de una estructura aleatoria, y observaron si los módulos podían determinar la forma específica en que estaban conectados entre sí. Si no lo fueran tendrían que elegir una dirección y rodar en esa dirección hasta que terminaran al final de la línea.

Esencialmente, los bloques utilizaron la configuración de cómo están conectados entre sí para guiar el movimiento que eligen mover, y el 90 por ciento de los bloques M consiguieron formar una línea.

El equipo señala que construir la electrónica fue muy desafiante, especialmente cuando se trata de colocar hardware intrincado dentro de un paquete tan pequeño. Para hacer de los enjambres de M-Block una realidad más amplia, el equipo quiere precisamente eso:más y más robots para crear enjambres más grandes con capacidades más fuertes para varias estructuras.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.