Robôs “burros” trabalham em conjunto para realizar tarefas complexas

Uma nova pesquisa mostra que, ao mesmo tempo que aumentam as interações magnéticas, um enxame de robôs dispersos, chamados BOBbots, pode reunir-se em aglomerados compactos para realizar tarefas complexas.

Fazer com que um enxame de robôs trabalhe coletivamente pode ser desafiante, a menos que os investigadores consigam articular cuidadosamente as suas interações através do uso de componentes e algoritmos cada vez mais sofisticados.

Nesta experiência, os investigadores quiseram mostrar que mesmo o mais simples dos robôs pode realizar tarefas muito além da sua capacidade pré-definida.

O objetivo de realizar essas tarefas mais complexas excedeu as expectativas da equipa, e os investigadores revelaram ser capazes de remover todos os sensores, comunicação, memória e computação do dispositivo, aproveitamento as características físicas dos robôs.

Os BOBbots da equipa, ou “bots que se comportam, organizam e agitam”, que foram assim chamados em homenagem ao pioneiro da física granular Bob Behringer, são “tão burros quanto podem ser”, explica Dana Randall, professora de computação do Georgia Institute of Technology.

“O seu chassis cilíndrico tem escovas vibratórias que fazem com que passem mais tempo em zonas com mais vizinhos”, revela a especialista.

A plataforma experimental foi complementada por simulações computacionais precisas, conduzidas pelo aluno de física Shengkai Li, como forma de estudar aspetos do sistema que seriam inconvenientes de estudar em laboratório.

Apesar da simplicidade dos BOBbots, os investigadores descobriram que, conforme os robôs se movem e se encontram, “formam-se agregados compactos que são capazes de limpar coletivamente detritos pesados ​​demais para serem movidos por um só”, refere Daniel Goldman, professor de física.

“Enquanto a maioria das pessoas constrói robôs cada vez mais complexos e caros para garantir a coordenação, queríamos ver que tarefas complexas poderiam ser realizadas com robôs muito simples”, observa.

O trabalho foi inspirado num modelo teórico de partículas que se movem num tabuleiro de xadrez, adianta o Futurity.

Uma abstração teórica, conhecida como sistema de partículas auto-organizadas, foi desenvolvida para estudar rigorosamente um modelo matemático dos BOBbots.

Através do uso de ideias da teoria da probabilidade, física estatística e algoritmos estocásticos, os especialistas foram capazes de provar que o modelo teórico passa por uma mudança de fase à medida que as interações magnéticas aumentam.

“A análise rigorosa não apenas mostrou como construir os BOBbots, como também revelou uma robustez inerente do nosso algoritmo que permitiu que alguns dos robôs apresentassem falhas ou fossem imprevisíveis”, explica Randall.

O estudo foi publicado na revista Science Advances a 23 de abril.

Ana Isabel Moura, ZAP //

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