Robótica

Equipes de robôs poderão se comunicar como pássaros e peixes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/02/2005

A operação conjunta e coordenada de pequenos robôs é um dos campos mais pesquisados na atualidade. Os cientistas acreditam que robôs mais simples e mais baratos serão mais eficazes para operar em ambientes desconhecidos do que um único robô complexo.

A descentralização permitirá que um ou vários dos robôs quebrem sem comprometer o trabalho do conjunto. Além disso, a programação dessas pequenas unidades básicas é muito mais simples.

Um dos grandes desafios para a construção desses times de robôs, agindo como uma verdadeira equipe, é justamente a comunicação entre eles. Quem tomará as decisões? Haverá um líder? O processamento estará igualmente em todos, será distribuído ou deverá estar numa unidade remota? As respostas a estas perguntas, e as soluções que elas ensejam, nem sempre se traduzem em esquemas simples ou mesmo tecnicamente viáveis.

Mas agora a solução parece estar a caminho, vinda de uma pesquisa que começou sem a menor preocupação com a robótica. Biólogos da Universidade de Princeton, Estados Unidos, estavam pesquisando o mecanismo pelo qual grandes bandos de pássaros e cardumes de peixes viajam agrupados, em grandes velocidades, mantendo-se unidos e sem se chocarem uns com os outros, mesmo fazendo manobras ousadas e rápidas.

Os cientistas até hoje acreditavam que os animais utilizassem sinais sutis ou algum sistema de comunicação explícito, mas indetectável pelo homem, para disseminar informação pelo grupo. Algo como uma telepatia, na qual peixes e pássaros avisassem ao grupo para virar à direita ou à esquerda. Mas tal conjectura leva a questões mais intricadas, da mesma forma que no caso dos robôs. Quem avisa quem? Peixes e pássaros não têm líderes.

Agora, em um artigo publicado no último dia 3 de Fevereiro na revista Nature, a equipe do Dr. Iain Couzin revela que tal complexidade não é necessária. Grandes grupos podem tomar decisões precisas sobre seu rumo mesmo quando não há líderes e quando poucos indivíduos têm informações relevantes.

"Quando você vê comportamentos aparentemente complexos, os mecanismos que coordenam esses comportamentos podem ser surpreendentemente simples e genéricos," explica Couzin.

Utilizando simulações em computador, ele e seus colegas descobriram que a coordenação desses grupos de animais surge de dois instintos básicos: a necessidade de permanecer no grupo e o desejo de alguns indivíduos de agir com base em suas próprias informações. Primeiro os cientistas programaram seus animais simulados com um forte instinto de permanecerem juntos, sem colidirem entre si. A seguir, alguns animais foram programados para terem uma direção preferida, como se tivessem detectado comida ou algum inimigo.

Os indivíduos que possuíam suas próprias preferências foram programados de forma a buscarem um equilíbrio entre seu desejo de mudar de rumo e a necessidade de se manter no grupo. Em repetidas simulações, a pesquisa mostrou que basta que alguns poucos indivíduos tenham suas próprias preferências para que centenas de outros sigam o mesmo curso, fazendo as belíssimas acrobacias sempre apresentadas por esses bandos e cardumes.

Os pesquisadores ampliaram seus experimentos introduzindo dois subgrupos com diferentes preferências sobre qual direção tomar. O grupo como um todo tomou a direção do maior subgrupo mesmo quando os dois subgrupos diferiam em tamanho em apenas um indivíduo. Isto demonstra que os grandes bandos de pássaros e cardumes de peixes atingem uma decisão consensual e consistente mesmo quando os indivíduos não sabem das preferências dos outros ou se seu desejo é maioria ou minoria.

O estudo já chamou a atenção dos pesquisadores de robótica da própria Universidade de Princeton. Eles agora pretendem testar a teoria em uma frota de robôs submersíveis que estão desenvolvendo, substituindo os complexos sistemas de comunicação de alta freqüência pelos dois instintos básicos identificados pelo Dr. Couzin.