ENGINEERINGNET – Termieten slagen erin metershoge constructies te bouwen zonder dat ze individueel inzicht hebben in het algemeen opzet.
In de loop van het project sterven termieten en nemen anderen automatisch hun plaats in. Weersomstandigheden beschadigen het bouwwerk en toch gaat het collectief gewoon door.
Amerikaanse onderzoekers van Harvard University pasten het idee van gedecentraliseerde programmatie toe voor de ontwikkeling van robots. De robots hebben enkel besef van hun onmiddellijke omgeving en reageren op eenvoudige prikkels van andere robots in hun directe omgeving. Maar ook zij slagen erin constructies op te trekken.
De onderzoekers zijn ervan overtuigd dat deze aanpak heel wat voordelen heeft ten aanzien van gesofisticeerde programmatie. Ze zouden kunnen werken in gevaarlijke omstandigheden, bijvoorbeeld bij een kernramp of om zandzakjes te stapelen bij een overstroming of zelfs in de ruimte. Als er één machine uitvalt, kan een andere de taak overnemen zonder menselijke interventie.
De uitdaging is hier om zeer eenvoudige instructies te programmeren met zeer specifieke voorspelbare resultaten. De onderzoekers baseerden zich hiervoor op een principe uit de biologie: stigmergie.
Dit is een mechanisme van indirecte interactie en samenwerking tussen organismen via hun omgeving. Net zoals termieten dus. Zij kunnen complexe taken uitvoeren zonder dat daarvoor intelligente aansturing, planning of directe communicatie voor nodig is.
Een termiet neemt een zandkorrel op en zal die op de eerste vrije plek plaatsen. Als de eerste plek gevuld is, gaat hij naar de volgende om zijn lading af te zetten. Ze laten hierbij chemische sporen achter die door de insecten die na hen komen kunnen gevolgd worden.
Het Harvard team heeft algoritmes ontworpen die gebaseerd zijn op stigmergie voor hun bouw-robots. Ze specifieerden een structuur (piramide of kasteel) en het systeem genereert automatisch de eenvoudige regels die de robots moeten volgen om die structuur te bouwen.
De 18cm grote robots hebben zeer weinig informatie nodig. Ze hebben 4 types sensoren (een infrarood sensor en één voor ultrasoon geleid, een versnellingsmeter om te kunnen klimmen en sensoren met tastzin).
Ze kunnen voelen of er al bouwelementen aanwezig zijn. Ze voelen de aanwezigheid van andere robots en ze kunnen door de structuur manoeuvreren.
Ze hebben dus geen idee van het eindresultaat en kunnen ook niet inschatten waar andere robots mee bezig zijn. Als de structuur beschadigd wordt, gaan ze gewoon verder.
(Saskia Van Hoyweghen)
