Robot s „mozgom hmyzu“ používa úplne iný spôsob rozhodovania sa

Výskumníci z univerzít v holandskom Groningene a nemeckom Bielefelde zostrojili robota, ktorý sa dokáže obratne vyhýbať kolíziám s veľmi malým úsilím a spotrebou energie, pričom inšpiráciu našli v mozgu malého lietajúceho hmyzu veľkosti špendlíkovej hlavičky. Ovocné mušky (Drosophila melanogaster) majú pozoruhodne jednoduché, ale účinné navigačné schopnosti, pričom na rýchle cestovanie po neviditeľných priamkach využívajú len veľmi málo mozgovej kapacity. 

Keďže má ovocná muška taký malý mozog, má počas letu k dispozícii len obmedzené výpočtové zdroje, vedci sa domnievajú, že jeho biologický model by sa dal prispôsobiť na použitie v „mozgu“ robota na efektívne lokomočné pohyby s nízkou spotrebou energie a vyhýbanie sa prekážkam. „Ako keď ste vo vlaku,“ povedala fyzička Elisabetta Chicca z Groningenskej univerzity. „Zdá sa, že stromy v blízkosti sa pohybujú rýchlejšie ako vzdialené domy. Hmyz využíva túto informáciu na odvodenie toho, ako ďaleko sa veci nachádzajú. Naučili sme sa z toho nasledujúce: Ak nemáte dostatok zdrojov, môžete si problém zjednodušiť,“ dodala.

V mozgu ovocných mušiek sa pohyb okolitých predmetov spracúva prostredníctvom optických neurónov T4 a T5. S pomocou neurobiológa Martina Egelhaafa z Bielefeldskej univerzity tím algoritmicky napodobnil túto nervovú aktivitu vo svojom malom robotickom „mozgu“, vďaka čomu je schopný spracovať smerové informácie, aby sa robot efektívne pohyboval a vyhol sa kolízii s prekážkami na svojej ceste.

Konečným výsledkom je kompaktný robot s jediným hlavným cieľom – mieriť smerom k oblasti s čo najmenším zaznamenaným pohybom. Thorben Schoepe z Groningenskej univerzity, ktorý skonštruoval hardvér, podrobil kolesového robota sérii testov a zistil, že sa dokáže vycentrovať medzi objektmi a takisto obratne upraviť svoju dráhu tak, aby sa vedel pohybovať okolo prekážok – podobne ako hmyz počas letu. Podľa výskumníkov bude robot po nastavení fungovať vo všetkých druhoch prostredia.

Tím sa domnieva, že ide o prvú štúdiu svojho druhu zameranú na vyhýbanie sa prekážkam, ktorá predstavuje obrovský krok vpred vo vývoji neuromorfného hardvéru v robotike. V budúcnosti by sa takýto stroj mohol používať na navigáciu v neprehľadnom teréne, napríklad na miestach katastrof, s extrémne nízkou energetickou spotrebou a mohol by byť vybavený rôznymi druhmi senzorov v závislosti od použitia. Výskum bol publikovaný v časopise Nature Communications. 

Zdroj: newatlas.com.