Робот в муравейнике

11.04.2013

Труд французских ученых показывает, что для выполнения разнообразных задач и организации таких сложных систем, как муравейник, достаточно простейшего программного и аппаратного обеспечения. Ученые из французского научного центра CNRS создали компьютерный алгоритм, который позволяет роботам имитировать поведение колонии муравьев. Работа французских ученых показывает, что для выполнения разнообразных задач и организации таких сложных систем, как муравейник, достаточно простейшего программного и аппаратного обеспечения.

Взаимодействие между отдельными индивидами и отдельными объектами играет важнейшую роль в формировании самоорганизующегося коллективного поведения. Последние исследования показали, что муравьи движутся по запутанным тропинкам и коридорам внутри и снаружи муравейника, ориентируясь по четырем различным разным тип информации.

Некоторые виды муравьев способны видеть и ориентируются по Солнцу или ориентирам на своем пути. Другие муравьи и вовсе используют своеобразную инерциальную навигационную систему: суммируют векторы движения, измеряя количество шагов и поворотов тела. Также муравьи могут использовать социальную информацию, например, по наличию груженых едой фуражиров определять направление к пище или находить тропинку по определенным следам (кусочки листьев, семян и т.п.).

Последний тип информации, четвертый, наиболее интересен и заключается в самой структуре муравьиных троп. У некоторых видов муравьев транспортные сети имеют строго определенный рисунок: средний угол между тропинками, выходящими из центра муравейника, симметричен и лежит в диапазоне 50-100 градусов в зависимости от вида муравьев. Таким образом, когда муравей движется к выходу из муравейника, он сталкивается с симметричной бифуркацией (разделением) тропинок и коридоров. На обратном пути муравей видит обратную же картину: асимметричную бифуркацию. Чтобы найти кратчайший маршрут, муравей просто выбирает нужный угол поворота и всегда следует в нужном направлении.

Этот нехитрый природный механизм имеет огромный практический потенциал для робототехники и транспортных сетей. Для того чтобы продемонстрировать насколько эффективен элементарный природный алгоритм муравьиной навигации, ученые изготовили макет ходов муравейника из картона. В ходы шириной 9 см запустили простейших роботов, которые работали в соответствии с муравьиной логикой. Роботы с габаритами 22х21х20 мм были оснащены 4 инфракрасными датчиками для обнаружения препятствий. Также имелся фотодиод для измерения градиентов света (выполняющего роль феромона) и Ni-MH аккумулятор с запасом энергии на работу в течение 3,5 часов. "Мозгом" робота был простой микроконтроллер PIC16LF877 с 8 Кбайт EPROM памяти, и 368 байтами оперативной памяти.

В результате роботы уверенно ориентировались в лабиринте, используя все типы поведения насекомых, включая поисковое (блуждание в поисках правильного маршрута) и уклонение (объезд препятствия по другому маршруту). Исследование французских ученых не только дает новые знания о поведении колоний насекомых, но и позволяет использовать эффективные природные алгоритмы в существующих техногенных транспортных сетях.

<< Назад: Астронавтов отправят на пойманные астероиды 11.04.2013

>> Вперед: Трехмерная сканирующая система 10.04.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Названо самое быстрое животное 12.11.2016 До сих пор считалось, что рекорд скорости в полете среди живых существ принадлежит стрижам (Apus apus), которые носятся в воздухе быстрее 100 километров в час. Однако ученые Института орнитологии Макса Планка и их коллеги из США обнаружили, что у стрижей есть серьезный конкурент - и это даже не птица, а летучая мышь бразильский складчатогуб. Отрыв серьезный: предельная скорость складчатогуба в полете превышает 160 км/ч. Стрижи быстрее всех птиц в горизонтальном полете (до 110 км/ч), соколы-сапсаны развивают до 300 км/ч в крутом пике. Крылья большинства летучих мышей не позволяют им развивать такие скорости, но у бразильских складчатогубов особая аэродинамика: в горизонтальном полете они в 1,5 раза быстрее стрижей. Как правило, животное летает тем быстрее, чем более узкое и длинное у него крыло: именно по этим параметрам ученые предсказали отличную аэродинамику бразильских летучих мышей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026