Harvard-Wissenschaftler entwickeln Roboter-Ameisen, die wie echte Insektenkolonien arbeiten

Anstelle chemischer Pheromone nutzen diese Roboter Lichtfelder (Photomonen) zur Kommunikation. „Unsere neue Studie zeigt, wie einfache, lokale Regeln zur Entstehung komplexer Aufgabenlösung führen können, die selbstorganisiert und somit robust und anpassungsfähig ist“, sagte Professor L.

Mahadevan, der Lola England de Valpine Professor für Angewandte Mathematik, Organismen- und Evolutionsbiologie und Physik an SEAS und FAS.

„Wir führen auch das Konzept der exosomatischen Intelligenz ein, bei dem kollektive Kognition nicht nur, sondern einer sich entwickelnden Umgebung entsteht“, fügte Mahadevan hinzu. Digitale Pheromone.

Was die Studie zeigt

Ameisen beweisen, dass man kein großes Gehirn braucht, um ein großartiger Baumeister zu sein. Alles, was nötig ist, ist ein großartiges Team.

Ohne Baupläne oder Aufseher konstruieren diese winzigen Kreaturen einige der komplexesten Lebensräume der Natur. Und jetzt nehmen Experten diesen Hinweis auf.

In den letzten Jahren hat die KI-Entwicklung sich mit schnelleren Chips und größeren digitalen Gehirnen beschäftigt. Aber Professor L.

Technik und Auswirkungen

Mahadevan und sein Team blickten woanders hin, insbesondere auf die exosomatische Intelligenz. In diesem Modell befinden sich die intelligenten Systeme nicht in der Hardware des Roboters.

Vielmehr entsteht die Intelligenz aus der Interaktion zwischen dem Roboter und seiner Umgebung. Diese Studie zeigt, dass dezentrale Agenten komplexe Ziele erreichen können, indem sie minimale physikalische Regeln befolgen und auf Umweltsignale reagieren.

In freier Wildbahn kommunizieren Ameisen über Pheromone – chemische Spuren, die anzeigen, wohin man gehen oder wo man graben soll. Um dies zu replizieren, verwendete das Harvard-Team Photomonen.

Unter Nutzung eines biologischen Konzepts namens

Unter Nutzung eines biologischen Konzepts namens Stigmergie, bei dem Individuen auf durch andere vorgenommene Umweltveränderungen reagieren, schuf das Team „RAnts“, die über Lichtfelder kommunizieren, die als Photomonen bekannt sind.

Diese digitalen Signale dienen als Ersatz für natürliche Pheromone und ermöglichen es den Robotern, ihre Aktionen zu koordinieren, indem sie ihre Umgebung wahrnehmen und in einer kontinuierlichen Rückkopplungsschleife modifizieren.

Vielfältige Anwendungen Durch das einfacher Gradienten in einem „Photomonen“-Lichtfeld erstellen diese Roboter eine Rückkopplungsschleife, die den gesamten Schwarm koordiniert. Sie arbeiten nach nur wenigen grundlegenden Regeln, wie das Verfolgen, das Transportieren öcken und das Ablegen an spezifischen Schwellenwerten.

Die Schönheit des Systems liegt

Die Schönheit des Systems liegt in seiner Einfachheit. Interessanterweise kann der Schwarm seine Rollen augenblicklich wechseln, indem er nur zwei Parameter anpasst: die Intensität des lichtfolgenden Verhaltens und die Einstellung zum Fallenlassen oder Aufnehmen öcken.

Eine Minute sind die Roboter ein Bauunternehmen und in der nächsten ein Abrisskommando. Diese Entwicklung bietet ein neues Modell für autonome Robotik und beweist, dass hochentwickelte, groß angelegte Aufgaben durch einfache, selbstanordnende Interaktionen gemanagt werden können.

Sie deutet darauf hin, dass kollektive Intelligenz nicht nur in den Gehirnen der Roboter liegt, sondern aus der ständigen Interaktion zwischen den Agenten und ihrer sich entwickelnden Umgebung entsteht.

Diese Ergebnisse ebnen den Weg für vielfältige Anwendungen, gefährlichen Zonen und der planetaren Erkundung bis hin zur Schaffung fortschrittlicher experimenteller Modelle zur Analyse des Tierverhaltens. Die Studienergebnisse wurden im Journal PRX Life detailliert beschrieben.