サンゴ礁にやってくる:アオスジアゲハの群れ

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サンゴ礁にやってくる:アオスジアゲハの群れ

ブルーボットのスケーリング

写真:自己組織システム研究グループ。

外部からの制御なしに自分たちの動きを調整できるロボット魚の群れが、米国のハーバード大学の科学者によって開発された。

彼らは、この画期的な進歩により、特にサンゴ礁などの脆弱な環境で環境監視タスクを実行するための小型ロボットの水中「群れ」の開発が可能になることを期待している。また、彼らの「ブルーボット」により、魚の群れ行動をより深く理解できるようになったとも述べています。

研究チームによると、魚の群れは複雑な同期行動を利用して餌を見つけたり、移動したり、捕食者から逃れたりしているが、リーダーからの信号や魚同士のコミュニケーションには依存していないという。代わりに、各魚は近隣の魚の行動を見て独自の決定を下します。

科学者たちは、その原理を初めてロボット工学に適用し、ラディカ・ナグパル教授の研究室で個々のブルーボットから構成される「ブルースウォーム」と呼ばれるものを作成した。

「ロボットは人間が近づけない場所や危険な場所に配備されることがよくあります。人間の介入さえ不可能かもしれない領域です」とハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院(SEAS)およびウィス生物インスピレーション工学研究所の研究の筆頭著者であるフロリアン・バーリンガー氏は言う。

「このような状況では、自立性の高い自律性の高いロボットの群れを持つことが非常に有益です。暗黙のルールと 3D 視覚認識を使用することで、GPS や Wi-Fi などにアクセスできない水中で高度な自律性と柔軟性を備えたシステムを作成することができました。」

調整システムは青色 LED ライトに基づいています。各 Bluebot には 2 台のカメラと 3 つのライトが搭載されています。カメラは近くの Bluebot の LED を検出し、アルゴリズムを使用して距離、方向、方位を決定します。

22 年 1 月 2021 日

「ロボットを集合させたい場合、各 Bluebot は隣接するロボットの位置を計算し、中心に向かって移動します」と、Berlinger 氏は述べています。 「私たちがロボットたちを分散させたい場合、ブルーボットはその逆を行います。彼らに集団で輪になって泳いでもらいたい場合、彼らは目の前の光を時計回りに追いかけるようにプログラムされています。」

研究者らは、簡単な捜索ミッションをシミュレートすることもできた。

分散アルゴリズムを使用して、ブルーボットが赤色光に十分に近づくまでタンク全体に分散し、赤色光を検出できました。これにより LED が点滅を開始し、さらに他の Bluebot の集約アルゴリズムがトリガーされ、すべての Bluebot が信号ロボットの周りに集約されました。

この研究は『Science Robotics』誌に掲載されています。

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