Ученые сымитировали работу многоклеточного организма, используя "рой" роботов

Ученые превратили "рой" из 300 крошечных роботов в аналог многоклеточного живого организма.

Международная группа ученых, в состав которой входили представители университета Амстердама, Бристольского университета и нескольких испанских научных организаций, запрограммировала "рой" из 300 роботов, размером с небольшую монетку каждый, так, что они превратились в аналог многоклеточного живого организма, способного к самоорганизации, движению, метаморфозам, делению и т.п. Согласно имеющейся информации, ученые использовали аналог одной из естественных стратегий живой природы - локальной клеточной самоорганизации, когда поведение отдельных клеток определяется некоторыми внешними сигналами и протекающими в них химическими реакциями. Эта стратегия производит простые периодические образы структуры многоклеточного образования, которые определяют дальнейшую судьбу отдельных клеток, форму и функции получившегося "организма".

Каждый из роботов-клеток работает под управлением одной и той же программы, в которой присутствуют два виртуальных гена, реагирующие опять же на виртуальные химические реакции. Активация одного гена означает деактивацию другого, и волна таких генных превращений передается от робота к соседнему роботу посредством беспроводных технологий. Для наглядности, роботы с активированным первым геном включают зеленый светодиода, а активация другого виртуального гена приводит к включению синего светодиода, и достаточно интересно наблюдать, как целые области и волны генных превращений распространяются по всему рою, которому изначально придана форма правильного круга.

В природе живые клетки организмов могут делиться, если они находятся в зоне роста организма, или отмирать в обратном случае. Естественно, реализовать такое с роботами не получится никаким образом, но ученые нашли достаточно простой выход - роботы, находящиеся в "зоне отмирания", быстро перемещаются в "зону роста", имитируя процессы отмирания, деления и появления новых клеток.

Ученые провели около 20 экспериментов с роем роботов, каждый из которых продолжался по три часа. И в ходе этих экспериментов были выявлены некоторые закономерности. Оказалось, что рой роботов полностью унаследовал базовые признаки сложных многоклеточных организмов, такие, как адаптивность и надежность, рой способен самостоятельно "заживлять" спонтанно появляющиеся расколы в его виртуальной теле.

Пока это все выглядит, на первый взгляд, не более чем развлечением. Однако целью, которую преследовали ученые в своих исследованиях, является создание микророботов, способных функционировать группами в тысячи и сотни тысяч экземпляров, выполняя заданную им работу в реальном мире. К примеру, такие роботы смогут зафиксировать развалины, пока в разрушенном здании работают люди-спасатели, составить из своих тел структуры поддержки, ступени, мосты и другие элементы, которые в каждом случае будут адаптированы наилучшим образом в соответствии с текущей обстановкой в зоне стихийного бедствия, автогенной катастрофы или на поле боя.