Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 55 reacties, 32.381 views •

Wetenschappers hebben een serie aan mini-robots ontwikkeld die zijn bedoeld om het koloniegedrag van mieren te imiteren. Hiermee willen de wetenschappers onderzoeken hoe mieren hun weg vinden binnen een nest.

Mierennesten kennen een uitgebreid stelsel van gangen waarin mieren zich zowel verticaal als horizontaal moeten oriënteren. Omdat mieren nauwelijks hersencapaciteit hebben wordt onderzoek gedaan naar de mechanismen die helpen bij het navigeren. Het is bekend dat mieren een feromoon afscheiden: een signaalstof die vergelijkbaar is met een hormoon. Het verschil is echter dat een feromoon niet binnen het lichaam werkt, maar een signaal kan afgeven aan andere organismen binnen de soort. Met behulp van deze signalen zouden mieren hun weg kunnen vinden binnen een nest.

Wetenschappers uit het Amerikaanse Newark en het Franse Toulouse hebben samen een robotsysteem ontwikkeld dat het gedrag van mieren imiteert. De mini-robots gebruiken lichtpatronen in plaats van feromonen, die opgepikt kunnen worden met twee sensoren. De door de Amerikanen en Fransen ontwikkelde robots zijn zo groot als een suikerklontje, aldus de wetenschappers.

In een experiment werden de mini-robots zo ingesteld dat wanneer er een lichtspoor op het pad kwam deze door de robots werd gevolgd. Uit het experiment bleek dat er geen verdere programmeertrucs nodig zijn om de mini-robots hun weg te laten vinden in een gangenstelsel, vergelijkbaar met de wijze waarop een mierenkolonie werkt.

Volgens de wetenschappers toont hun systeem aan dat mieren in een ingewikkeld gangenstelsel met minimale hersencapaciteit hun weg kunnen vinden. Alhoewel het onderzoek niet direct praktische implicaties heeft, wordt vaak naar de natuur gekeken om systemen te optimaliseren.

Robotkolonie

Reacties (55)

Reactiefilter:-155054+138+28+31
Moderatie-faq Wijzig weergave
Vaak denken we 'respect' te tonen voor Moedertje Natuur, door te doen alsof het allemaal veel ingewikkelder in elkaar zit dan we denken. Het aardige van dit soort onderzoek vind ik, dat hele ingewikkeld lijkende processen, bij nader onderzoek, juist getuigen van een verbluffende eenvoud.

Ik moest meteen denken aan neurale netwerken. Wie de hersenen als totaal beziet, komt vaak tot de conclusie dat het allemaal razend complex is. In zekere zin is het dat ook, als geheel; maar voorzichtig onderzoek in neurale netwerken heeft al aangetoond dat het aangaan van 'neural pathways' een stuk natuurlijker verloopt dan je wellicht zou vermoeden. Hopen dat de Human Brain Project dat gaat bevestigen.
De weg naar eenvoud is complex.

Zo bereikt een ontwerper pas perfectie, niet op het moment wanneer hij iets kan toevoegen aan het ontwerp, maar op het moment wanneer hij niets meer kan weghalen voor het doel.
Een paar simpele parameters geven aan de groep een soort intilligent gedrag. Swarm Intelligence heet dat. Heel gaaf en meer informatie op de wiki

Erg leuk omdat een aantal simpele regels een complexe structuur creeeren. Zoals vissen die naar binnen zwemmen in een school die aangevallen wordt.

En ik moet even kwijt: Heerlijk leesvoer voor de zondag. Tweakers Bedank!
Heel tof om hierover te lezen, dit onderzoek. Onderzoek op dit gebied wordt over het algemeen onderzoek naar "Swarm Intelligence" genoemd, omdat er eigenlijk een intelligente eenheid ontstaat uit een zwerm domme eenheden.

Overigens zijn we in ons kikkerlandje ook bezig met onderzoek op dit gebied: een paar docenten van mij aan Maastricht University doen ook onderzoek naar swarm intelligence. Eind vorig jaar hebben ze een onderzoek gepubliceerd dat een algoritme beschrijft dat een ruimte geheel probeert af te scannen met een zwerm robots die communiceren met virtuele feromonen in de vorm van lichtsporen: http://www.youtube.com/watch?v=DOlyqDN2a9o.

offtopic:
Misschien dat ik gezien de betrokkenheid van mijn docenten in dit vakgebied niet geheel objectief ben, maar ik vind het jammer dat het soms erop lijkt dat onderzoekers uit de VS het veel makkelijker hebben om in "ons" nieuws te komen dan onderzoekers uit Nederland.

[Reactie gewijzigd door gerrymeistah op 31 maart 2013 18:12]

De mieren blijken de optimale route te kunnen vinden doordat ze in staat zijn de sterkte van het afgescheiden geurspoor vast te stellen. "Langere" sporen rieken minder. De kortste route riekt het sterkst. Steeds meer mieren zullen de sterkst riekende route aflopen. Uiteindelijk lopen ze over de drukst belopen paden.
Leuk stukje: http://www.kristijn.com/?subpage=46
Een AI project: http://www.icis.nu/index....zelforganiserendemachines
Ik snap alleen niet zo goed waarom dit niet gewoon binnen een software simulatie zou kunnen?
@ro8in: Mee eens. Wanneer de onderzoeksvraag is op welke manier een groep mieren een relatief complexe taak kunnen uitvoeren, dan is dit prima als software simulatie te doen. Sterker nog: veel van de software pakket waarin je modellen kan bouwen van 'self organizing systems', hebben een dergelijk mieren kolonie als voorbeeld implementatie. (zie bv http://ccl.northwestern.edu/netlogo/ en http://education.mit.edu/starlogo/.

ps. overigens een video van een simulatie met deze robots: http://figshare.com/artic...Robotics_Test_Bed_/662412
Hier een langere/betere kwaliteit video met wat uitleg;

http://youtu.be/07ZMnUfkWdY

[Reactie gewijzigd door olivierh op 1 april 2013 19:51]

Misschien hebben ze fysiek resultaat nodig. Computer simulatie en werkelijkheid verschillen nog al eens van elkaar.. Ze hebben niet voor niets nog steeds een groot zwembad bij de Marin om schepen te testen.
Hier hebben we het alleen nog steeds over virtueel. Een virtueel feromonen pad dmv licht, een virtuele mier dmv een robotje.

Verder vind ik dit maar een vreemd onderzoek, natuurlijk zal een robotje geprogrammeerd om licht te volgen dit ook doen en zich daar ook aan houden. Ik lees namelijk nergens dat ze dit autonoom geleerd hebben te doen, het is vergelijkbaar met transport robots dir al bestaan en een magnetisch pad volgen om naar een locatie te komen. Ik zie geen verband met dit en de mieren
Het gaat niet om het 'knappe' van de robotjes om licht te kunnen volgen, maar om het feit dat er kennelijk geen ingewikkeld navigatie-systeem nodig om toch je weg in zo'n complex mierennest te kunnen vinden. Kennelijk is "Go towards the light!", op een per-individu basis, al genoeg: robotje pakt spoor op van de ander; en die ander doet dat ook. Zo onstaat er, als ik het artikel goed begrijp, een complex netwerk, dat, op het nivea van ieder robotje zelf uit niets meer bestaat dan het licht van zijn buurman te volgen.
Ik mis ook een beetje de clou.
Natuurlijk is het geweldig dat robotjes met licht elkaar een pad duidelijk kunnen maken.

Maar om dit te vergelijken met mieren gaat me persoonlijk iets te ver.
We weten dat mieren een feromoon afscheiden om elkaar de weg te wijzen.
Weten we ook of dit feromoon niet in nuance kan verschillen?
Zodat ze de kortste weg weten naar voedsel en schimmelculturen, kraamkamers, koningin, uitgang, vluchtwegen, etc.
Ons reukvermogen is vrij beperkt hiervoor, ik denk dat zelfs de huidige chemische tests die nuance maar moeilijk duidelijk kunnen maken.

Stellen dat de robots dus hetzelfde kunnen als mieren lijkt me iets overschat, ze zullen een klein gedeelte kunnen verwacht ik, nl. de uitgang vinden zolang er licht aan is.
Als alle robots continu hun licht aan hebben raken ze denk ik de weg kwijt.

Voorts lijkt het me leuk om resultaten te zien van deze robots bij ontwerp van grote verkeersknooppunten qua doorstroming zoals nu gedaan wordt met mieren, die uiteindelijk al snel de meest efficiŽnte verkeersstromen (en dus obstakels) laten zien binnen infrastructuren zoals wegen, hallen, stations etc.
Persoonlijk lijkt me dat nog een stapje te ver voor de robotjes.
Zet namelijk een enkele mier in een nest en hij vind de weg op basis van de afgezette "wegen" dmv het geurspoor, daar hebben ze geen voorgangers voor nodig. (als in follow the leader cq het licht.....wel een mooie paasgedachte ;) )

Maar mooi dat zoiets kan inmiddels, de uitgang/weg vinden als je je voorganger volgt.

Of dat de meest efficiŽnte is betwijfel ik, zoals in het filmpje van Irietveld hieronder; de weg rechtdoor en daarna pas rechtsaf+linksaf is imo net zo lang als eerst rechtsaf+linksaf en daarna rechtdoor. De uiteindelijke verlichte kortste weg lijkt me dus eerder de meest gebruikte vanaf boven ingelopen/ingereden.
Maar wat nu als je ze er van twee kanten op los laat (in en uit) krijg je dan geen conflicten en raken ze niet de weg kwijt?
De robotjes lijken me in eerste instantie namelijk rechtdoor te gaan en daarna de meest verlichte weg te kiezen, dat kan dus best de weg terug zijn als daar meer robotjes lopen....

[Reactie gewijzigd door Teijgetje op 31 maart 2013 21:23]

toont hun systeem aan dat mieren in een ingewikkeld gangenstelsel met minimale hersencapaciteit hun weg kunnen vinden
gangenstelsel = wegennetwerk
feromonen = tomtom
mieren = mensen

kon het niet laten om de vergelijking ff te delen :+
Het lijkt me wat bizar dat onderzoekers een studie de wereld inhelpen zonder enige aanwijzing wat voor nut deze ontwikkeling zou kunnen hebben.

Het vinden van overlevenden tussen wrakstukken (bijvoorbeeld na een aardbeving) lijkt me een vrij belangrijk praktisch nut voor deze onderzoeksresultaten, bijvoorbeeld.
Het lijkt me wat bizar dat onderzoekers een studie de wereld inhelpen zonder enige aanwijzing wat voor nut deze ontwikkeling zou kunnen hebben.
Jammer dat zelfs tweakers tegenwoordig niet meer weten wat wetenschap inhoudt. Wetenschap streeft helemaal niet naar praktische toepassingen, maar alleen naar uitbreiding van kennis.
Hmm, hoe zie je voor je dat dit onderzoek met de mieren zou kunnen leiden tot bijvoorbeeld het vinden van overlevenden tussen wrakstukken?

Het enige wat dit onderzoek aantoont, is dat mieren geen bijster complexe intelligentie nodig hebben om door hun gangenstelsels te kunnen navigeren of om elkaar te vinden. Ze pikken gewoon elkaars feromonen op.

Verder hoeft ook niet elk onderzoek direct zijn praktisch nut te hebben.

Je hebt zoiets als "fundamentele wetenschap", die er puur op is gericht om theorieen te toetsen is of vragen te beantwoorden zonder dat er direct een praktisch nut is. Echter, de resultaten van die onderzoeken vormen een geweldige knowledge base om eventuele later opdoemende vraagstukken mogelijk mee op te kunnen lossen.
offtopic:
Haha, klopt wel nog ook, veel mensen hebben wat navigeren over het wegennetwerk ook een bijzonder kleine hersencapaciteit. :+

[Reactie gewijzigd door ToySoldier1992 op 31 maart 2013 22:21]

Het lijkt wel alsof wetenschappers eindelijk in zien dat ''moedertje'' natuur (oftewel miljoenen jaren van evolutie) over de meest complexe dingen beschikt. Kijk naar je eigen lichaam, miljarden cellen werken daar samen en vormen jou! Bovendien zijn ze relatief eenvoudig te bestuderen, aangezien je je ogen maar open hoeft te doen en je komt zo'n complex systeem tegen.

Om nog meer robot-dier nieuws te posten:
Amerikaanse marine ontwikkelt enorme robotkwal
http://www.nu.nl/gadgets/...elt-enorme-robotkwal.html

[Reactie gewijzigd door Frozen op 31 maart 2013 16:33]

Het lijkt wel alsof wetenschappers eindelijk in zien dat ''moedertje'' natuur (oftewel miljoenen jaren van evolutie) over de meest complexe dingen beschikt.
Nee hoor. Dat hebben ze al heel lang ingezien. Er waren echter nog niet de technieken om dit soort onderzoek te doen. Dat komt nu druppelsgewijs een beetje op gang.
De natuur wordt al zeer lang geÔmiteerd door wetenschappers. Ik meen dat het nu al vrij lang doodnormaal is om een vin-structuur op professionele duikerspakken te hebben. Echter zijn sommige dingen veel moeilijker na te bootsen.
Wat ze nu gaan onderzoeken, is hoe mier-robots de weg naar hun nest vinden. Niet hoe mieren dit doen.

Als ik een hond nadoe, is mij bestuderen dan voldoende om hondengedrag te bestuderen?
Nee, het is juist wel de bedoeling om er achter te komen hoe de mieren dit doen.
Het staat letterlijk in de tekst:

''Wetenschappers hebben een serie aan mini-robots ontwikkeld die zijn bedoeld om het koloniegedrag van mieren te imiteren. Hiermee willen de wetenschappers onderzoeken hoe mieren hun weg vinden binnen een nest.''
Ja dat las ik ook. Maar hoe kun je nou mieren bestuderen door *niet* naar mieren te kijken. Je kunt ook geen honden bestuderen door naar Aibo te kijken.

Imiteren is leuk, maar de simulatie moet *perfect* zijn om tot realistische conclusies te kunnen komen.

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 2 april 2013 18:03]

Idee: de kennis gebruiken om mini robots te ontwikkelen die bij een natuurramp door puin kunnen navigeren en zo slachtoffers kunnen localiseren. Om mensenlevens te redden.

Wie pakt dit op?
Daar hebben we honden voor.
Deed mij gelijk denken aan Ants!:
http://aichallenge.org/

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



HTC One (M9) Samsung Galaxy S6 Grand Theft Auto V Microsoft Windows 10 Apple iPad Air 2 FIFA 15 Motorola Nexus 6 Apple iPhone 6

© 1998 - 2015 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True