Έναν στόλο μικρών, αυτοκινούμενων ρομποτικών πλακιδίων που ενώνονται μόνα τους πάνω στην επιφάνεια του νερού –σαν τουβλάκια Lego– για να σχηματίσουν πλωτές πλατφόρμες παρουσίασαν ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT). Το σύστημα, που ονομάζεται FloatForm, βασίζεται σε μαγνητικά κλείστρα, αισθητήρες και προωθητήρες, ώστε οι μονάδες να συναρμολογούνται, να αποσπώνται και να ανασυγκροτούνται σε δομές διαφορετικών σχημάτων με ελάχιστη ανθρώπινη καθοδήγηση. Την ομάδα ηγήθηκε η Daniela Rus, διευθύντρια του Εργαστηρίου Επιστήμης Υπολογιστών και Τεχνητής Νοημοσύνης (CSAIL) του MIT, με τα αποτελέσματα να δημοσιεύονται στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications.
- Κάθε ρομποτικό πλακίδιο έχει διαστάσεις 21 x 21 εκατοστά, όσο περίπου ένα φύλλο χαρτιού.
- Οι μονάδες χρησιμοποιούν μαγνήτες που πιάνουν γειτονικά πλακίδια από απόσταση έως 15 εκατοστών.
- Σε προσομοιώσεις, στόλος 64 ρομπότ μπορεί να κινείται ταυτόχρονα.
Πλακίδια που οργανώνονται μόνα τους πάνω στο νερό
Το FloatForm αποτελείται από ρομποτικές μονάδες σε μέγεθος τετράγωνου φύλλου χαρτιού, με πλευρά 21 εκατοστών. Χάρη στα μαγνητικά κλείστρα και τους προωθητήρες τους, μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους, να χωρίσουν και να ξανασυνδεθούν σε νέους σχηματισμούς. Η πρωτότυπη πρόκληση, όπως εξηγεί η μελέτη με πρώτο συγγραφέα τον Wei Wang, ήταν να ξεπεραστούν η πολύπλοκη μη γραμμική υδροδυναμική και τα ρεύματα που δημιουργούν τα γειτονικά ρομπότ, ώστε οι μονάδες να αναδιατάσσονται χωρίς να συγκρούονται.
«Με το FloatForm, μετατρέπουμε ουσιαστικά τις στατικές υδάτινες επιφάνειες σε δυναμικούς, προγραμματιζόμενους χώρους», λέει ο Wang, πρώην μέλος του MIT και σήμερα επικεφαλής του Marine Robotics Lab στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison. Οραματίζεται πόλεις όπου «ο δημόσιος χώρος δεν είναι σταθερός, αλλά μπορεί αυτόνομα να επεκτείνεται, να συρρικνώνεται ή να αναδιαμορφώνεται κατά παραγγελία».
Έμπνευση από τα μυρμήγκια της φωτιάς
Το βασικό στοιχείο του συστήματος είναι η αποκεντρωμένη λειτουργία του, εμπνευσμένη από τη φύση. Στη φύση, χιλιάδες μυρμήγκια της φωτιάς, ακολουθώντας απλούς κανόνες, σχηματίζουν γέφυρες και σχεδίες από τα ίδια τους τα σώματα. «Θέλαμε κάθε ρομπότ να έχει τις δικές του δυνατότητες, όπως ακριβώς οι αποικίες μυρμηγκιών σχηματίζουν σχεδία», εξηγεί ο ερευνητής Alejandro Gonzalez-Garcia.
Αυτή η αυτονομία είναι κρίσιμη: σε ένα κεντρικά συντονισμένο σύστημα, αν ο συντονιστής καταστραφεί ή δεν μπορεί να στείλει σήμα, καταρρέει ολόκληρη η λειτουργία. Το FloatForm αντιθέτως χρησιμοποιεί ελάχιστο κεντρικό σχεδιασμό, δίνοντας σε κάθε μηχανή μια τελική θέση στη μεγαλύτερη δομή και αναθέτοντας την πλοήγηση και την αποφυγή εμποδίων σε κάθε ρομπότ ξεχωριστά. Όπως και στη σχεδία των μυρμηγκιών, οι μονάδες γίνονται πιο σταθερές όταν ενώνονται, αντέχοντας καλύτερα σε κύματα ή ρεύματα.
«Κάθε ρομπότ γίνεται ένας ενεργοποιητής», λέει ο Gonzalez-Garcia, περιγράφοντας ένα σύστημα όπου ο έλεγχος είναι κατανεμημένος και όχι συγκεντρωτικός.
Γιατί έχει σημασία για πόλεις χτισμένες στο νερό
Η δυνητική αξία της τεχνολογίας συνδέεται με ένα μέλλον όπου η άνοδος της στάθμης των θαλασσών και οι πλημμύρες πιέζουν όλο και περισσότερες παράκτιες κοινότητες. Οι ερευνητές βλέπουν εφαρμογές σε έρευνα και διάσωση, επείγουσα ιατρική βοήθεια, στέγαση, περιβαλλοντική παρακολούθηση, αλλά και σε μεταφορές, πλωτές αγορές, σχολεία ή σκηνές εκδηλώσεων.
«Το FloatForm οραματίζεται ένα μέλλον όπου η παραλιακή ζώνη γίνεται μια προγραμματιζόμενη προέκταση της πόλης», λέει η Rus, εξηγώντας ότι η κατανεμημένη ρομποτική «ανοίγει νέες δυνατότητες για κινητικότητα, αντιμετώπιση εκτάκτων αναγκών, δημόσιο χώρο και υποδομές πάνω στο νερό» — συμπεριλαμβανομένων γεφυρών και πλατφορμών που σχηματίζονται κατά παραγγελία. «Αν υπάρξει έκτακτη ανάγκη, θα μπορούσες να σχηματίσεις μια νέα γέφυρα για να αποσυμφορήσεις την κυκλοφορία», προσθέτει ο Gonzalez-Garcia.
Τι μένει ακόμη να λυθεί
Προς το παρόν, το FloatForm παραμένει πολύ μικρό σε κλίμακα για τέτοιες εφαρμογές. Ένας από τους συγγραφείς, ο Carlo Ratti, διευθυντής του Senseable City Lab, είχε στο παρελθόν συνεργαστεί με το Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions για την ανάπτυξη των «Roboats» σε ανθρώπινη κλίμακα στα κανάλια του Άμστερνταμ, εξετάζοντας αν τα κανάλια θα μπορούσαν να αποσυμφορήσουν τους δρόμους μεταφέροντας απορρίμματα ή αγαθά.
Η μετάβαση στην ανθρώπινη κλίμακα δεν θα είναι απλή. «Αυτά τα σκάφη είναι πολύ μικρά, οπότε σε πολύ ταραγμένα νερά δεν μπορούν να λειτουργήσουν», παραδέχεται ο Gonzalez-Garcia. Οι μεγαλύτερες εκδοχές θα χρειαστούν ενισχυμένα και μηχανικά αλληλοασφαλιζόμενα κλείστρα, καθώς και GPS ή οπτικούς αισθητήρες. Μόλις λυθούν αυτά τα προβλήματα, η ομάδα εκτιμά ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να αναπτυχθεί σχεδόν οπουδήποτε υπάρχουν υδάτινες επιφάνειες — από τη Βενετία και τις Κάτω Χώρες μέχρι τα φιόρδ και τις λίμνες της Νορβηγίας.
Θα εμπιστευόσασταν πλωτές πλατφόρμες από αυτόνομα ρομπότ σε μια παραθαλάσσια πόλη; Πείτε μας πού θα βλέπατε πιο χρήσιμη μια τέτοια τεχνολογία.
