Рои роботов лучше адаптируются к изменениям при ограниченном общении

Новое исследование, которое может помочь использовать рой роботов для борьбы с лесными пожарами, проведения поисково-спасательных операций на море и диагностики внутри человеческого тела, было опубликовано инженерами из University of Sheffield.

Исследование, проведенное под руководством доктора Андреаджованни Рейна с факультета компьютерных наук университета, может улучшить методы совместной работы роев роботов, адаптацию к изменениям в окружающей среде и ускорит принятие сложных решений.

Работа опубликована в журнале Science Robotics. Она показала, что рои роботов способны более эффективно реагировать на изменения в окружающей их среде, когда связь между роботами снижается. Исследование опровергает широко распространенную теорию о том, что большее количество связей между роботами ведет к более эффективному обмену информацией.

Команда, в которую вошли исследователи из UCL и Institute for Interdisciplinary Studies on Artificial Intelligence (IRIDIA) в Universitе Libre de Bruxelles, Бельгия, сделала такие выводы изучая, как рой крошечных роботов перемещается и достигает консенсуса относительно наилучшей области в которой им следует собраться.

Каждый робот оценивал окружающую среду индивидуально, принимал собственное решение о наилучшей области и передавал свое мнение остальным членам роя. Затем каждый робот роя периодически выбирал случайную оценку, переданную другим роботом роя, и использовал ее для обновления своего мнения о лучшей области - протокол, известный как модель избирателя. После того как каждый робот прошел через этот процесс, рой пришел к консенсусу относительно лучшей области для сбора и исследования, основываясь на мнении каждого робота.

Однако команда обнаружила, что при использовании этого протокола рой роботов медленно адаптировался к изменениям в окружающей среде, когда появлялось лучшее место. Затем исследователи обнаружили, что когда роботы общались только с роботами в радиусе 10 см, а не передавали свое сообщение всей группе, рой мог гораздо быстрее адаптироваться к изменениям в окружающей среде и выбрать лучший участок.

Доктор Андреаджованни Рейна сказал: «Рои роботов имеют огромный потенциал, чтобы помочь нам получить доступ к местам, которые либо слишком опасны, либо просто недоступны для человека. Например, они могут летать над лесным пожаром, который слишком велик или опасен для человека, чтобы справиться с ним в одиночку, следить за распространением огня и решать, где помощь нужна больше всего.

Однако что произойдет, если пожар внезапно изменит направление и помощь срочно потребуется в другом месте - рой роботов должен быть способен быстро адаптироваться к этим изменениям и определить, где нужна срочная помощь. Именно этому и способствует наше исследование - наши результаты могут быть использованы для разработки роя роботов, которые будут более гибкими и смогут принимать правильные решения гораздо быстрее, чем это возможно в настоящее время».