Термиты, которых обычно считают грозой деревянных конструкций, послужили вдохновением для создания новой разновидности строительных роботов. Эти автоматизированные машины, каждая размером с маленький кирпич, могут работать в команде и возводить структуры любой сложности без непосредственного управления или пошаговых инструкций.
Вместо коммуникации между собой или следования централизованным командам, роботы координируют свои действия, просто глядя на уже проделанную работу, и добавляя в неё свой вклад. К примеру, первый робот кладёт кирпич, и уходит. Второй приходит на это место и видит расположение кирпича. На основании этой информации, а также знания о конечном продукте, он решает положить второй кирпич поверх первого.
Такой децентрализованный метод строительства весьма схож с тем, которым настоящие термиты создают свои гигантские гнёзда.
Ведущий учёный проекта из Университета Гарварда Джастин Уэрфел и его коллеги хотят обучить этих роботов принципу стигмергии – процесса, в котором различные агенты коммуницируют непрямым образом, анализируя и модифицируя мир, который находится непосредственно вокруг них.
Каждый термит представляет собой довольно таки простой организм, но с помощью стигмергии колонии удаётся возводить фантастически сложные структуры. Поэтому команда начала с простого плана: Каждый робот должен иметь собственный простой мозг и сенсоры, и запрограммирован некоторыми «правилами передвижения», которым он должен подчиняться.
Сенсоры позволяют им видеть кирпичи и соседних роботов, а правила передвижения зависят от конечной структуры, которую необходимо возвести. Например, они не позволяют роботам размещать кирпичи там, где они могут легко обвалиться, или помещать кирпич туда, где он окажется сдавлен двумя соседними.
Каждый робот имеет около 20 сантиметров в длину и состоит из внутренних металлических частей и компьютерной начинки, а также компонент, напечатанных на 3D принтере. Кирпичи же сделаны так, чтобы роботам было проще карабкаться и укладывать их.
«В нашей системе каждый робот не знает, что делают другие, и сколько их вообще – и это не имеет никакого значения», объясняет Уэрфел.
Главное отличие новых роботов от настоящих насекомых в том, что термиты не имеют видения желаемого конечного продукта. Вместо этого их работа строится на элементе случайности; если им давать одно и то же место, колония каждый раз будет строить немного иную структуру. Но для создания дома роботам, разумеется, будет нужен конкретный чертёж. Поэтому Уэрфел дал пользователям возможность загружать в роботов картинку желаемой конструкции, и затем они уже сделают всё от них зависящее, чтобы её построить.
По словам Уэрфела, такие команды легко программируемых роботов смогут работать там, где работа людей окажется слишком дорогой или опасной – например, под водой или на Марсе.