Исследование представило алгоритм управления роем киборгов-насекомых, объединяющих живых насекомых и миниатюрные электронные контроллеры. Такой подход, по сравнению с традиционными роботами, обладает преимуществами в энергоэффективности и адаптивности к сложным ландшафтам. Новый алгоритм использует естественные инстинкты насекомых, что позволяет рою перемещаться по пересеченной местности, минимизируя потребность в интенсивном управлении, что снижает риск привыкания и увеличивает время работы.
Алгоритм управления разделен на два компонента: планирование движения, основанное на поведении туристов, и отслеживание траектории, управляющее стимуляцией насекомых. Правило свободного движения позволяет последователям перемещаться самостоятельно в плотной толпе. Правило движения к толпе направляет их к лидеру, когда тот виден, или к группе, когда лидера не видно. Импульсы стимуляции применяются прерывисто, чтобы уменьшить риск привыкания.
Эксперименты показали, что алгоритм эффективно ведет рой киборгов к цели, а также снижает риск запутывания. Взаимодействие между соседями помогает застрявшим киборгам выбираться из затруднений, а также помогает перевернувшимся особям восстанавливать нормальное положение. При этом использование естественных инстинктов насекомых для перемещения в сложных ситуациях снижает количество необходимых управляющих импульсов, сохраняя заряд аккумулятора и повышая автономность системы.
Данное исследование демонстрирует потенциал биогибридных систем, особенно в таких сферах, как сельское хозяйство и реагирование на стихийные бедствия. В будущих исследованиях планируется разработка алгоритмов для выполнения роем более сложных кооперативных задач.
Изображение носит иллюстративный характер
Алгоритм управления разделен на два компонента: планирование движения, основанное на поведении туристов, и отслеживание траектории, управляющее стимуляцией насекомых. Правило свободного движения позволяет последователям перемещаться самостоятельно в плотной толпе. Правило движения к толпе направляет их к лидеру, когда тот виден, или к группе, когда лидера не видно. Импульсы стимуляции применяются прерывисто, чтобы уменьшить риск привыкания.
Эксперименты показали, что алгоритм эффективно ведет рой киборгов к цели, а также снижает риск запутывания. Взаимодействие между соседями помогает застрявшим киборгам выбираться из затруднений, а также помогает перевернувшимся особям восстанавливать нормальное положение. При этом использование естественных инстинктов насекомых для перемещения в сложных ситуациях снижает количество необходимых управляющих импульсов, сохраняя заряд аккумулятора и повышая автономность системы.
Данное исследование демонстрирует потенциал биогибридных систем, особенно в таких сферах, как сельское хозяйство и реагирование на стихийные бедствия. В будущих исследованиях планируется разработка алгоритмов для выполнения роем более сложных кооперативных задач.
