Safe swarm robotics, un team di robot che interagiscono tra loro senza conoscersi. Credits: theengineer.co.uk
Una delle sfide riguardanti i robot mobili, è quella di far sì che un automa sia in grado di muoversi in un ambiente sconosciuto e di interagire con altri individui senza conoscerli, ovvero senza sapere la loro esatta posizione e il loro obiettivo, e spesso anche senza poter comunicare.
Di questo è esperto Magnus Egerstedt, professore al Georgia Institute of Technology, che insieme ad altri ricercatori ha compiuto numerosi studi ed esperimenti sul suo team di robot.
In un recente esperimento, il team di robot doveva riuscire a spostarsi all’interno della stanza, ognuno da un punto A a un punto B. Non c’è comunicazione tra gli individui nessuno conosce la posizione degli altri.
In un primo tentativo i robot dovevano semplicemente scambiarsi di posizione. Senza alcun tipo di controllo sulla prossimità degli altri membri del team, i quattro automi si trovano a collidere al centro della stanza. A questo punto le ruote dei robot continuano a girare ma senza contatto con il terreno, facendo credere alla macchina di essere in una posizione diversa da quella in cui si trova in realtà. Esperimento fallito.
Successivamente è stato aggiunto un controllo di sicurezza che permette di evitare incidenti e di far raggiungere l’obiettivo a tutti i robot contemporaneamente. Questo funziona con quattro o più automi, ed è efficace anche in presenza di ostacoli imprevisti.
Quando viene progettato un robot, solitamente viene creato subito l’algoritmo che consente di raggiungere l’obiettivo principale e successivamente vengono aggiunti i comportamenti che la macchina deve assumere nelle diverse situazioni, tra cui quelle di pericolo. Quando si tratta di sicurezza, il robot immagina gli ostacoli (tra cui i suoi compagni) come ‘bolle’ da non toccare. Spesso però queste bolle sono troppo grandi e il robot si trova costretto a fermarsi, circondato da punti di pericolo.
I ricercatori hanno perciò ridotto queste bolle, rendendole meno invasive. I robot possono quindi avvicinarsi l’uno all’altro fino a sfiorarsi, rimanendo a una distanza di sicurezza.
In poche parole, abbiamo ristretto la dimensione di ogni bolla attorno ai robot, rendendola il più piccola possibile. Il nostro sistema permette ai robot di modificare il meno possibile il loro comportamento iniziale, in modo da assolvere l’obiettivo senza scontrarsi gli uni con gli altri.
Le macchine a guida autonoma che sono presenti oggi riescono già ad evitare numerosi incidenti. “Tuttavia non abbiamo ancora visto migliaia di vetture muoversi autonomamente per la strada” dice Egerstedt. Con un numero così grande di auto è necessario un sistema che garantisca sicurezza mantenendo quasi inalterata l’efficienza del trasporto.
Inoltre, gli algoritmi sviluppati dal prof Egerstedt e dal suo team potranno in futuro essere adattati al traffico aereo. In questo modo gli aerei potranno avere il controllo del cielo, muovendosi in sicurezza e ad una ancora maggiore efficienza.