Enxame de 1.000 robôs mostra inteligência artificial coletiva

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/08/2014

Cada robô segue instruções simples para desempenhar coletivamente tarefas complexas - como desenhar o formato de uma estrela do mar.
[Imagem: Mike Rubenstein et al. - 10.1126/science.1254295]

Robótica de enxame

Em 2011, engenheiros da Universidade de Harvard apresentaram um conceito de microrrobôs projetados para atuar em bandos - a chamada robótica de enxame.

Eles foram batizados de Kilobots, onde "quilo" era uma referência ao projeto de criar um enxame com 1.000 microrrobôs - o mesmo prefixo dos "kbytes".

Agora eles concluíram o projeto, formando um enxame com exatos 1.024 robôs, cada um dotado de uma inteligência mínima, mas suficiente para que todos se entendam e executem tarefas em conjunto.

Este é o maior enxame robótico já criado até o momento, demonstrando um conceito que pretende usar robôs simples e de baixo custo para executar tarefas grandes, como realizar operações de busca e salvamento, construir espaçoportos lunares e até casas na Lua.

Os Kilobots foram projetados para imitar o comportamento de insetos, como abelhas, formigas e outros insetos sociais.

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Eles se movimentam usando motores vibracionais - suas pernas rígidas vibram, fazendo-os deslizar sobre superfícies lisas - e comunicam-se uns com os outros por meio de luzes infravermelhas, como as usadas em controles remotos.

Para diminuir o tamanho dos robôs e minimizar seu gasto de energia, o alcance das comunicações é pequeno, o equivalente a três vezes o diâmetro de cada robô.

O batalhão de 1.024 microrrobôs.
[Imagem: Mike Rubenstein et al. - 10.1126/science.1254295]

Inteligência artificial coletiva

Para testar o exame robótico, Mike Rubenstein e seus colegas codificaram três algoritmos descrevendo três comportamentos coletivos: localização, seguir uma rota e formação de gradientes.

Uma função de monitoramento cooperativo garante que os robôs evitem colisões, reconheçam companheiros que tenham pifado pelo caminho e evitem engarrafamentos, o que a equipe afirma ser um marco significativo no campo da inteligência artificial coletiva.

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Quando as instruções são transmitidas, não é mais necessário se preocupar com os robôs individualmente.

Quatro deles começam a tarefa estabelecendo o ponto de origem de um sistema de coordenadas. Os demais recebem uma planta baixa do desenho que devem formar e então usam seus comportamentos bastante primitivos e simples para encontrar uma posição no desenho.

Os "comportamentos" - a capacidade de ação de cada robô - limitam-se a seguir a borda do agrupamento, calcular a distância do ponto de origem e manter um senso de localização relativa.

Embora haja erros no processo, os robôs prosseguem continuamente em seu processo de automontagem das estruturas programadas - letras ou uma estrela, por exemplo.

Desenhos formados pelo enxame de robôs.
[Imagem: Mike Rubenstein et al. - 10.1126/science.1254295]

Prova matemática

Como os desenhos são corretamente formados pelo enxame, os pesquisadores afirmam que isto é uma prova matemática de que os comportamentos individuais dos robôs podem levar ao resultado global correto.

O objetivo agora é trabalhar nos algoritmos para que o enxame possa executar tarefas mais complexas.

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