A Harvard kutatói által kifejlesztett aprócska robotok felügyelet nélkül képesek egyszerű szabályok alapján nagyon bonyolult építményeket emelni.

Az egyetem munkatársai négy éve zajló projektjük neveként a hatalmas váraikról ismert rovarokat, a TERMES-t választották. Reményeik szerint fejlesztésük egy nap különleges felügyelet nélkül képes lesz egyszerű építési feladatokat elvégezni. A prototípus-csapat egyszerű dolgokat, például piramisokat, tornyokat, várakat épít, de a kutatók szerint testhez álló feladat lenne számukra homokzsákokat rakni egy áradni készülő folyó mellé. A távoli álmokban más bolygókon dolgozó robot-armadák szerepelnek, és ugyan a mostani példányok mérete egy asztali telefonéval egyezik meg, semmi akadálya nincs a nagyobb méretekben való gondolkozásnak.


A rovar analógia szándékos, mivel az önszerveződő alanyok konkrét parancsok nélkül, egymástól függetlenül, de szoros kapcsolatban dolgoznak. A természet a raj intelligenciájához különleges illatanyagokat, feromonokat használ, így ugyan az egyedek maguk nem ismerik az általuk emelt struktúra végső kinézetét, mégis képesek összedolgozni. "Hogyan képesek apró, kevesebb, mint egy centiméteres, nem túl okos bogarak méretüknél több százszor nagyobb, légkondicionált építményeket létrehozni?" - tette fel a kérdést Judith Korb, a University of Freiburg oktatója a tanulmányhoz kapcsolódó kommentárjában. Válasza szerint az évmilliókig tartó evolúció tökéletesítette az egyszerű szabályokat, hogy a munka elvégezhető legyen.

A TERMES keretében a műtárgyakat ugyanígy hozzák létre a robotok, emberi irányítás nélkül. Mivel magányosan dolgoznak, mindegy, hogy egyszerre csak egy tucat, vagy több ezer tag vesz részt a munkában, a létszám szabadon skálázható. Az utasítások egyszerűek, ezért a tagoknak nincs szüksége nagy számítási kapacitásra: rakj le egy téglát, mely passzol a tervhez, oda, ahova még más nem rakott. A robotok előre, hátra tudnak mozogni, meg tudnak fordulni, egy lépcsőfokot tudnak mászni, fel tudnak emelni és le tudnak rakni egy objektumot, társaikat, illetve magát az építményt pedig ultrahanggal érzékelik. Ki kell emelni, hogy koordinálásra nem egymást, hanem a környezetet használják, tehát ha belenyúlunk a munkába, alkalmazkodnak a változáshoz. Az alanyok nem tudják hogy a többi mit csinál, és azt sem, hol tartanak a feladatban.


Két fő utasításcsomag van, az egyik az általános dolgokat tartalmazza (mint például a biztonsági ellenőrzés egy tégla lerakása előtt), a másik pedig a közlekedési szabályokat rögzíti az adott objektumtól függően. A trükk az, hogy maguk a mérnökök sem tudják hogyan, milyen sorrendben fog felépülni az adott dolog. Persze a bonyolult építészeti terveknél nem hagyható ki az ember, de az egyszerű feladatok kiváltására gond nélkül alkalmasak. Hod Lipson, a Cornell University robotszakértője szerint a vezető nélküli építkezés nyújtotta rugalmasság is figyelemreméltó, mert nagy hibatűrést biztosít. Ha egy robot elromlik vagy átirányítják máshova az nem befolyásolja a többit. A megoldás alapvető ellentéte az emberi építkezéseknek, ahol képzett szakemberek hierarchikus szerveződésben dolgoznak.

A létrehozandó dolog bonyolultságát csak a robotok jelenlegi kialakítása korlátozza: mászni ugyan tudnak, de a fordulásban nem olyan jók, és a prototípusok még képtelenek függőleges falú felhőkarcolókat kirakni, mivel lépcsők nélkül nem tudnak mászni. A munkához speciális alakú, nagyon könnyű elemeket használnak, melyek külön ezeknek a nagyon egyszerű gépek számára lettek tervezve. Valódi építőanyagok használatához jóval drágább robotok kellenek majd.


"Olyan egyszerűre terveztük a robotokat és a téglákat, amennyire csak tudtuk. Ezzel nem csak a rendszer robosztusságát akartuk növelni, hanem ez nagyban csökkentette a bennük lévő processzor számítási feladatait is. Az apró hibák elkerülése mellett ez segített azok felderítésében és javításában, mielőtt még az egész rendszerre kihatottak volna." - nyilatkozta a tanulmány egyik társszerzője, Kirstin Petersen.

A TERMES rendszer alternatívája a jóval gyakrabban használt központi irányítás, ahol egy "égi szem" átlátja a projekt egészét, vagy pedig az egyes robotok egymással nagyon gyakran kommunikálnak. Ezek a megoldások ugyan javítják a csoport hatékonyságát és gyorsítják a hibák megoldását, de az alanyok számának és a munkaterület nagyságának növekedésével párhuzamosan problémákba ütköznek. Veszélyes, vagy távoli környezetben a központi irányító meghibásodása a teljes rendszert tönkreteszi.