Virkelighedens transformers: Sværm af robotter slår sig sammen til én stor
Når robotter både kan tilpasse formen og størrelsen efter behovet, kan de løse mange flere og større opgaver.

Robotterne finder selv ud at af sætte sig sammen til forskellige former. (Video: NPG Press)

Små robotter, udviklet af et internationalt forskerhold, kan selv kan finde ud af at samle sig i en ny form, hvis det er nødvendigt.

De kan så at sige danne den krop, der er brug for, i forhold til at løse en konkret opgave.

Robotmodulerne kan sætte sig sammen eller dele sig op og blive til nye robotter efter behov, og de kan også programmeres til at isolere og eventuelt udskifte defekte dele af sig selv.

Forskerne har eksperimenteret med 10 modulære robotter, som har fået opgaver, som de har løst alene eller i fællesskab som nye robotter – for eksempel at danne forskellige former eller at bevæge sig væk fra et objekt i omgivelserne.

Historien kort
  • Fleksible, omstillingsparate robotter er meget mere nyttige end nutidens robotter, der kun kan løse et begrænset antal opgaver.
  • De nuværende robotmoduler er dog begrænset til at bevæge sig i to dimensioner – de kører rundt på en overflade.
  • I næste omgang vil forskerne gerne udvikle robotter, der også kan bevæge sig i højden, så den tredje dimension kommer med.

De enkelte moduler, der altså også kan være selvstændige robotter i sig selv, kan have forskellige egenskaber, som en nydannet robot kan udnytte.

For eksempel havde en af robotterne en lille arm til at løfte ting, og den kunne tilkaldes af et andet modul, der havde brug for at løfte en mursten. Så klarede de opgaven sammen.

Nye robotter opstår efter behov

De modulære robotter beskrives i tidsskriftet Nature Communications.

Blandt forfatterne til den videnskabelige artikel er danske Anders Lyhne Christensen, der er lektor på det portugisiske universitet Instituto Universitário de Lisboa, hvor han forsker i robotteknologi.

»Vores robotter kan rent hardwaremæssigt forbinde sig og danne en krop, hvis dele er i stand til at kommunikere hurtigt gennem et nervesystem,« fortæller Anders Lyhne Christensen.

»Ideen er, at vi ikke bare skal have robotter, der arbejder sammen om en opgave, mens de fortsætter med at være små robotter i sig selv. I stedet skal de blive til én stor robot, hvis det er nødvendigt.«

Robotter og tennisbold

Her har robotterne fået selskab af en tennisbold, så man få en fornemmelse af størrelsen på dem. (Foto: M. Dorigo & N. Mathews)

Det kan føre til en fremtid, hvor man ikke længere bygger robotter, der kun kan udføre en enkelt eller ganske få opgaver.

Sammen er de stærke

Pointen er, at man kan få robotter til at klare meget mere, hvis de får fuldstændig fleksible kroppe.

Nutidens robotter er typisk begrænsede af deres form, mens en del af fremtidens robotter vil kunne ændre form og størrelse.

Man kan have en masse små robotter, der arbejder hver for sig, og hvis der så på et tidspunkt er brug for en større robot, kan de sætte sig sammen og få en størrelse og en form, der passer til den opgave, der skal løses.

Når der ikke længere er brug for en stor robot, kan den dele sig op igen.

Robotterne kan have forskellige egenskab, som de kan udnytte i fællesskab. Her får en robot hjælp fra en anden robot, der kan løfte en mursten. (Video: NPG Press)

Fleksible robotter kan for eksempel bruges på et lager, hvor pakker med vidt forskellige former og størrelser skal transporteres rundt.

Hvis en robot ikke kan klare at slæbe af sted med en pakke alene, kan den sende bud efter andre robotter, og så kan de sætte sig sammen til en større robot, der kan udføre opgaven.

Hvem har hjernen?

Henrik Hautop Lund, der er professor og forsker i robotter på Danmarks Tekniske Universitet, har ikke selv været involveret i det nye studie, men han har læst den videnskabelige artikel og siger:

»Modulære robotter, der kan konfigurere sig selv og arbejde sammen, er ikke noget nyt. Det nye er, at der her bliver introduceret en fleksibel, central kontrol for moduler, der er sat sammen. Så kan man bedre kontrollere den nye struktur, der bliver dannet.«

Når flere moduler sætter sig sammen til én robot, sørger et af modulerne (der lyser rødt) for at styre resten. Hvis 'hjernen' går i stykker, kan robotten omkonfigurere sig. (Video: NPG Press)

En af robotmodulerne fungerer som hjerne og har kontrollen med hele robotten, der bliver samlet. Men hvis der skal udføres en ny opgave, der kræver en ny konfiguration, kan kontrollen hurtigt overgives til et andet modul.

Hvis modulet, der har kontrollen, pludselig går i stykker, kan den samlede robot også finde ud af at håndtere det. Så gives kontrollen til et af de moduler, der stadig virker.

Det defekte modul kan så afstødes eller erstattes af et fungerende modul.

Robotter skal kunne tilpasse sig

»Hele området er meget spændende og fremadrettet,« fortsætter Henrik Hautop Lund.

»Kan vi skabe en fleksibel, fysisk struktur – i biologiske termer en fleksibel krop – kan vi løse opgaver på helt andre måder. Vi vil ikke blot kunne optimere kontrollen af systemerne, men også den fysiske udforming af dem, så de kan løse forskellige opgaver.«

»Vi får mange flere muligheder for at danne noget, der er fleksibelt og nemt kan tilpasse sig. Dette arbejde går i den retning.«

Man kan forestille sig en virksomhed med en industrirobot, der har en arm med to led på 50 og 70 cm.

Hvis produktionen af et nyt produkt kræver en robot med en længere arm – og måske en med tre led og hjul under – skal der indkøbes en helt ny robot.

Robotterne kan reagere på omgivelserne, både hver for sig og sat sammen som større robotter. (Video: NPG Press)

Så ville det være meget smartere, hvis robotten bare kunne bygges om – eller endda bygge sig selv om, når den finder ud af, hvad den nye opgave kræver.

Den tredje dimension skal med

De nuværende robotmoduler er begrænset til at bevæge sig i to dimensioner – de kører rundt på en overflade.

I næste omgang vil forskerne gerne udvikle robotter, der også kan bevæge sig i højden, så den tredje dimension kommer med.

»Det ville være interessant at se det i tre dimensioner, hvor der skal noget mere til. Så skal modulerne styre hinanden på en helt anden måde – de skal ikke bare koble sig sammen og fra hinanden, men bevæge sig rundt på hinanden,« siger Henrik Hautop Lund.

Anders Lyhne Christensen fortæller, at forskerne også arbejder på at få robotmodulerne til at gribe fat i hinanden på en fleksibel måde i stedet for bare at sidde sammen.

På den måde kan den modulære robot blive endnu mere nyttig.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud