SWARM INTELLIGENCE: LA ROBOTICA DEGLI SCIAMI

SWARM INTELLIGENCE: LA ROBOTICA DEGLI SCIAMI

Da soli possiamo fare così poco; insieme possiamo fare così tanto – Helen Keller

Il lavoro di squadra ha da sempre avuto una grande importanza strategica e funzionale.

In qualsiasi ambito, sia nello sport che nelle organizzazioni internazionali, si investe per migliorare il lavoro di gruppo.

Uno studio sui Sistemi Auto organizzati ha ispirato, nel 1988, un progetto sui sistemi Robotici ad opera di tre ricercatori: Gerardo Beni, Susan Hackood e Jing Wang.

Il progetto, dal nome I-Swarm (Intelligent Small World Autonomous Robots for Micromanipulation), parte dal principio secondo il quale un’azione complessa deriva da un’intelligenza collettiva, così come succede per gli insetti, ovvero, tra numerosi elementi paritari all’interno di un sistema, può emergere una nuova intelligenza superiore ad ogni singolo elemento.

L’Intelligenza dello Sciame, infatti, prende spunto dal mondo naturale per ricavarne il meccanismo che regola la coordinazione tra gruppi di Robot.

Prendendo in esame colonie di formiche ci si è accorti che l’organizzazione collettiva presenta caratteristiche importanti rispetto ad un atteggiamento assolutamente più limitato del singolo insetto.

Le formiche alla ricerca di cibo esplorano il territorio e depositano una sostanza chimica, il feromone, che permette alle altre di ricostruire una mappa dei percorsi già battuti. Così facendo, nel tempo, consente di semplificare la strada per portare nutrimento al nido; la loro comunicazione, insomma, permette di trovare il percorso più breve.

I ricercatori sono riusciti a riprodurre la comunicazione degli insetti basata sui feromoni.

L’università di Lincoln ha sviluppato un sistema, chiamato COS-phi (Communication System via Pheromone), che può simulare i feromoni tramite uno schermo LCD e una videocamera con collegamento USB. Il sistema può simulare diversi feromoni che sono visibili grazie a delle tracce che lasciano sullo schermo e può cambiare la loro densità per consentire esperimenti controllabili. Il feromone replicato visibile sullo schermo viene rilevato dai sensori di luce dei robot che imitano il funzionamento delle antenne delle formiche.

La natura, quindi, diventa fonte di grande ispirazione anche in un ambito come quello dell’Intelligenza Artificiale, inoltre:

…ricava le intuizioni dai comportamenti e dalle capacità di coordinazione degli oggetti sociali, dove il successo di un gruppo per svolgere un compito si basa molto sulle interazioni dei suoi membri” – Farshard Arvin

A questo punto vi chiederete a cosa siano servite tali ricerche e che benefici possa averne tratto l’uomo … ebbene, tale progetto ha realizzato uno sciame di Robot di dimensioni millimetriche,  grazie ai recenti sviluppi della miniaturizzazione e della microtecnologia.

La robotica degli sciami è lo studio di sistemi robotici costituiti da un grande numero di robot relativamente piccoli e semplici, che interagiscono e cooperano tra di loro, in modo da risolvere compiti che sono al di fuori delle proprie capacità individuali. Questi sistemi in genere presentano proprietà interessanti, come ad esempio un alto grado di parallelismo e di robustezza. Sono sistemi molto adattabili ai cambiamenti nell’ambiente e mostrano inoltre una buona scalabilità, ovvero hanno buone capacità di crescita.

L’intenzione, dunque, è quella di costruire uno swarm-bot, composto da un numero di semplici robots, costruiti mediante l’utilizzo di componenti poco costosi, in grado di auto-organizzarsi e auto-assemblarsi per adattarsi all’ambiente in cui si trova.

Sono stati progettati software per ottimizzare i tragitti di camion durante le consegne. Si tratta di tecniche per trovare in tempi brevi una soluzione adeguata.

In futuro si prevede di impiegare tale tecnologia nel monitoraggio ambientale in diversi campi che andranno dalla biomedicina, applicata nella ricerca dei tumori, all’esplorazione spaziale.

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