Zwermrobots laten zich besturen door 'feromonen' op een lcd

Onderzoekers van de University of Lincoln hebben een manier bedacht om 'feromonen' te gebruiken bij zwermrobots. Dit deden ze door goedkope robotjes uit te rusten met twee lichtsensors. De zwerm beweegt zich voort op een lcd met een simpele usb-camera erboven.

Met dit systeem kan volgens de wetenschappers goedkoop en snel onderzoek gedaan worden naar hoe insecten en andere dieren feromonen gebruiken. Veel insecten laten zich door feromonen leiden. Zo volgen mieren bijvoorbeeld een pad. Dit pad detecteren de mieren met hun voelsprieten. De onderzoekers hebben dit systeem met hun zwermrobotjes met simpele en goedkope spullen nagemaakt.

De Colias-robotjes hebben aan de bovenzijde lampjes zitten en aan de onderzijde twee fotosensors. Ze worden 'losgelaten' op een lcd waar de 'feromonen' achterblijven in de vorm van oplichtende lijnen. De robotjes volgen die lijnen door hun 'voelsprieten' in de vorm van lichtsensors te gebruiken. Het blijkt dat het systeem heel accuraat is.

Het gebruik van feromonen binnen de zwermrobotica is logisch. Zwermrobots zijn simpel en moeten hun weg zonder problemen kunnen vinden. Insecten kunnen dat ook en die zijn dan ook vaak een inspiratie voor de onderzoekers die ermee bezig zijn. Toch was het repliceren van het simpele maar ingenieuze systeem met feromonen niet makkelijk. In het verleden is geprobeerd gebruik te maken van systemen met chemische stoffen, rfid's, licht of geluid, maar geen van die manieren was goed genoeg te controleren in het lab. Met deze robotjes zou het heel veel makkelijker moeten zijn om simulaties met feromonen en verschillende gedragingen die daaruit volgen te kunnen bestuderen, schrijven de onderzoekers in hun paper. Het idee van een lijnvolgende robot is wat dat betreft ook niet nieuw. Het gebruik binnen een zwerm en de toepassing 'feromonenonderzoek' zijn dat wel.

De interesse in zwermrobotica is wereldwijd groot. Tweakers interviewde onlangs universitair hoofdocent Chris Verhoeven van de TU Delft over zijn ideeën rond zwermrobots. Hij denkt dat de 'domme' robot eerder in onze omgeving te vinden zal zijn dan de slimme.

Reacties (12)

Voor wie meer wil weten over het project:

https://github.com/gestom/CosPhi

https://nl.wikipedia.org/wiki/Feromoon

Ze gebruiken dus het IDEE achter feromonen "Artificial Pheromone System" staat er ook in hun originele artikel. Nogal belangrijk detail wat weggelaten wordt in de titel van dit artikel.

Leuk onderzoek dat wel.

Met deze robotjes zou het heel veel makkelijker moeten zijn om simulaties met feromonen en verschillende gedragingen die daaruit volgen te kunnen bestuderen, schrijven de onderzoekers in hun paper.

En als je de robots nu ook simuleert op dat scherm dan is het nog makkelijker. Wat is hier nu het voordeel van t.o.v. van dat?

[Reactie gewijzigd door PuzzleSolver op 27 november 2015 15:48]

Tja, mensen moeten toch steeds met iets komen voor hun afstuderen of scriptie of onderzoek. Heel veel is al gedaan en onderzocht, dus je krijgt op een gegeven moment vanzelf alternatieve dingen. Er is hier helemaal niks nieuws aan. Het volgen van een lijntje op een display of gewoon op de grond is zowat 1e jaars techniek voor vwo/hbo leerlingen. Voordeel is nu dat je dynamisch het volgpatroon kan veranderen, en daar zit wat nieuwigheid in mogelijk, communiceren met anders bots in omgeving over richting etc.

Het gaat zich ook niet om de techniek van het lijnvolgen, dat is alleen een enabler.

Het gaat zich hier om het gedrag wat robotjes met weinig voorgeprogrammeerde intelligentie gaan vertonen in een degelijk scenario, en hoe dit nuttig ingezet kan worden in de echte wereld.

Ik kan me zo een paar applicaties voorstellen, zoals het zoeken van de meest efficiënte route door puin naar slachtoffers in een onstabiel rampengebied waar de paden de hele tijd veranderen door nog actief puin bijvoorbeeld.

Allemaal prima in software te simuleren, daar hadden ze dit stukje hardware niet voor nodig. Het maakt het wel tastbaarder, maar de laatste tijd kom ik ontzettend vaak dingen tegen die gewoon zijn gemaakt omdat men gewoon iets moet maken vanuit school/uni/lab/subsidiepotje etc.

Ik denk dat het voordeel hiervan is dat ze bewijzen hoe het kan met echte hardware, om in een later stadium dit te gaan gebruiken bij echte robots in bijv. het vaak genoemde search en resque scenario. Als je alleen maar alles op een computerscherm gaat simuleren dan wordt er nooit echt iets gemaakt.

Leuke proof of concept van hoe je "feromoon" gedrag kan nabootsen. Ik vraag me af of ze ook rekening hebben gehouden met het "minder worden van de geur". In het filmpje zie je robotjes soms het feromoon pad de verkeerde richting in volgen, maar zodra het "feromoon" minder "intens" wordt, en ze dus het pad kwijtraken, zijn ze nog niet intelligent genoeg om zich te realiseren dat ze het pad misschien in de verkeerde richting hebben gevolgd en in plaats van zich om te draaien raken ze het feromonenspoor meteen kwijt.

Daarom staat 'feromonen' ook tussen aanhalingstekens in de titel. En zie ook deze zin in de een-na-laatste alinea: "Het idee van een lijnvolgende robot is wat dat betreft ook niet nieuw. Het gebruik binnen een zwerm en de toepassing 'feromonenonderzoek' zijn dat wel."

Verder is het soms belangrijk dat dingen fysiek zijn omdat ze in de echte wereld gewoon anders reageren. Belangrijk is ook dat bijvoorbeeld de intensiteit van de 'feromonenlijn' kan worden veranderd en ook hoe de botjes moeten reageren op de feromonen.

volgende stap is om dit te doen op een "surface" ipv met een projector en dat de zwermrobot nu via een speciale "pen" zelf het spoor kunnen tekenen die de andere kunnen volgen.

Bijvoorbeeld met een LEDje aan de onderzijde van de bot schijnen op een luminiscent (glow in the dark) oppervlak; deze licht dan een tijdje op waarna het spoor vervaagt. Precies wat ze met veel moeite hier simuleren. Even met een laser of lampje een beginspoor aanbrengen et voilla.

[Reactie gewijzigd door el jonco op 30 november 2015 08:03]

Net een minuut geleden gelezen: mieren bouwen bruggen, met voorstel om zwermrobotten op dezelfde manier te programmeren.

Ik vraag me af of de onderzoekers door het boek Kill Decision van Daniel Suarez geinspireerd zijn.
Dit artikel deed me gelijk aan het boek denken.

"In KILL DECISION, Linda McKinney is a myrmecologist whose research focuses on African weaver ants—one of the most organized and aggressive species on Earth. The chemical-based communication of weaver ants allows vast colonies to act as a single, collective intelligence, killing anything that enters their territory. What McKinney doesn’t know is that her research has been stolen by unknown forces who have co-opted her software models to power an army of autonomous swarming machines—and recent attacks on the U.S. homeland give some indication where that swarm might be released."

Wat een leuk speelgoed en wat een leuk muziekje bij de video. Tof onderzoek, alleen waar het exact nuttig voor gaat zijn kan ik zo niet 1-2-3 bedenken.