Для этого ученые оптимизировали обмен данными между отдельными участниками «роя» за счет набора специальных уравнений.
ТАСС, 23 декабря. Ученые из России придумали, как упростить контроль над «роями» роботов и другими сложными системами, которые состоят из множества однообразных управляющих систем и датчиков. Результаты их исследования опубликовал Journal of the Franklin Institute, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.
«Мы показали, что при управлении большой системой не обязательно учитывать вклад каждого устройства. Значит, в некоторых случаях можно сэкономить на реальном оборудовании. Мы надеемся, что описанный подход позволит создать экологичную промышленность и пересмотреть зачастую избыточные требования к производственным объектам», — рассказал один из авторов статьи, заведующий лабораторией Института проблем машиноведения РАН (Санкт-Петербург) Игорь Фуртат.
Многие живые существа — например, рыбы, насекомые, птицы и млекопитающие, могут объединяться в огромные группы из нескольких сотен или тысяч особей. Несмотря на огромное число индивидов, подобные «рои» животных могут почти идеально выполнять сложные синхронизированные маневры. Математики, инженеры и ученые начали детально изучать подобные формы коллективного поведения. Благодаря этому стало возможно воспроизвести самые простые из этих форм в поведении «роящихся» роботов.
Фуртат и его коллеги разработали подход, который позволяет значительно упростить контроль над подобными роями роботов и любыми другими сложными системами, для которых характерно много однотипных управляющих систем, датчиков и манипуляторов.
Российские математики выяснили, что количество измерений с датчиков и интенсивность обмена данными между отдельными роботами в «рое» можно резко уменьшить при помощи разработанного ими набора дифференциальных уравнений. Подобный подход можно применять как для управления самостоятельными машинами, так и для контроля над сложными промышленными объектами.
В частности, исследователи проверили работу этих уравнений на компьютерной модели осевого компрессора — промышленного прибора, который повышает давление воздуха за счет его взаимодействия с набором движущихся и неподвижных лопаток, прикрепленных к оси устройства. Как правило, для максимальной эффективности эти установки оснащают множеством дорогостоящих датчиков, которые отслеживают давление воздуха в разных частях компрессора.
Как показали расчеты Фуртата и его коллег, разработанный ими набор уравнений позволяет заметно снизить число подобных датчиков, а также упростить управляющие системы компрессора без снижения его производительности. Это позволит сократить расходы на производство сложных промышленных установок и одновременно сделает их более экологичными, подытожили ученые.