DUIKEN NIEUWS
Op weg naar koraalriffen: Bluebot-zwermen
Foto: Onderzoeksgroep Zelforganiserende Systemen.
Scholen van robotvissen die hun bewegingen kunnen coördineren zonder enige controle van buitenaf zijn ontwikkeld door wetenschappers van de Harvard University in de VS.
Ze hopen dat de doorbraak de ontwikkeling mogelijk zal maken van onderwater ‘zwermen’ van miniatuurrobots die zijn uitgerust om milieumonitoringstaken uit te voeren, vooral in kwetsbare omgevingen zoals koraalriffen. Ze zeggen ook dat hun “Bluebots” een beter begrip van het scholengedrag van vissen mogelijk maken.
Scholen vissen gebruiken complexe, gesynchroniseerde gedragingen om hen te helpen voedsel te vinden, te migreren en roofdieren te ontwijken, zegt het team, maar ze vertrouwen niet op signalen van leiders of op onderlinge communicatie. In plaats daarvan neemt elke vis zijn eigen beslissingen op basis van wat hij zijn buren ziet doen.
De wetenschappers pasten dat principe voor de eerste keer toe op robotica en creëerden wat zij een ‘Blueswarm’ noemen, bestaande uit individuele Bluebots in het laboratorium van prof. Radhika Nagpal.
“Robots worden vaak ingezet in gebieden die ontoegankelijk of gevaarlijk zijn voor mensen; gebieden waar menselijk ingrijpen misschien niet eens mogelijk is”, zegt eerste auteur van de studie Florian Berlinger van de Harvard John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en het Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.
“In deze situaties heb je echt voordeel als je een zeer autonome robotzwerm hebt die zelfvoorzienend is. Door impliciete regels en visuele 3D-waarneming te gebruiken, hebben we een systeem kunnen creëren dat een hoge mate van autonomie en flexibiliteit heeft onder water, waar zaken als GPS en wifi niet toegankelijk zijn.”
Het coördinatiesysteem is gebaseerd op blauwe LED-verlichting. Elke Bluebot heeft twee camera's en drie van dergelijke lampen. De camera's detecteren de LED's van nabijgelegen Bluebots en gebruiken een algoritme om hun afstand, richting en richting te bepalen.
22 januari 2021
“Als we willen dat de robots samenkomen, zal elke Bluebot de positie van elk van zijn buren berekenen en naar het centrum bewegen”, aldus Berlinger. “Als we willen dat de robots zich verspreiden, doen de Bluebots het tegenovergestelde. Als we willen dat ze als school in een cirkel zwemmen, zijn ze geprogrammeerd om de lichten recht voor zich te volgen, met de klok mee.”
De onderzoekers konden ook een eenvoudige zoekmissie simuleren.
Met behulp van het verspreidingsalgoritme verspreidden de Bluebots zich over een tank totdat er één dicht genoeg bij een rood licht kwam om het te detecteren. Hierdoor gingen de LED's knipperen, wat op zijn beurt het aggregatie-algoritme in de andere Bluebots activeerde, zodat ze zich allemaal rond de signaleringsrobot verzamelden.
