03 年 2024 月 XNUMX 日 (Nanowerkニュース) 自然の生態系では、魚の群れから蜂の巣、アリのコロニーに至るまで、群れの心理が大きな役割を果たしています。この集団的な行動により、全体が部分の合計を超え、脅威や課題に対してより適切に対応できるようになります。この行動に触発されたテキサス大学オースティン校の研究者らは、1年以上にわたり、極小ロボットの「スマートな群れ」の作成に取り組んできた。研究者らは、これらの小さな機械が 1 つの調整されたグループとして行動し、個人としてまたはランダムに移動する場合よりも効率的にタスクを実行できるように、これらの小さな機械間の社会的相互作用を設計しました。 「これらすべてのグループ、鳥の群れ、魚の群れなど、グループの各メンバーは、隣のメンバーと協力して働くという自然な傾向があり、一緒に行動することで、単独で行動するよりも賢く、より強く、より効率的に働くことができます。 」とウォーカー機械工学科およびテキサス材料研究所の准教授 Yuebing Zheng 氏は述べています。 「私たちは、これが起こるメカニズムについてもっと学び、それを再現できるかどうかを確認したいと思いました。」 Zheng と彼のチームは、これらのイノベーションを、2016 年 10 月に発表された論文で初めて紹介しました。 先端材料 去年。しかし、彼らは最近出版された新しい論文で物事をさらに一歩進めました。 科学の進歩。新しい論文の中で、Zheng氏と彼のチームは、これらの群れに適応時間遅延と呼ばれる新しい特性を与えた。この概念により、群れ内の各マイクロロボットがその動作をローカル環境の変化に適応させることができます。これにより、群れは堅牢性、つまり群れの完全性を維持しながら環境の変化に迅速に対応する能力を低下させることなく、応答性が大幅に向上しました。 この発見は、新しい光学フィードバック システム、つまり制御可能な光のパターンを使用して集合的な方法でマイクロロボットに指示を与える機能に基づいています。このシステムは、研究者の2023年の論文で初めて発表され、最近、 先端材料 – そしてそれはマイクロロボットの適応時間遅延の開発を促進しました。適応型時間遅延戦略は、拡張性とより大きな機械への統合の可能性をもたらします。このアプローチにより、自律型ドローン群の運用効率が大幅に向上する可能性があります。同様に、トラックや乗用車の搬送車が応答性と堅牢性を向上させて、広範囲の高速道路を一斉に自律走行できるようになります。魚の群れが互いに通信し、追跡できるのと同じように、これらの機械も同様です。その結果、操作に多くのデータとエネルギーを必要とするあらゆる種類の中央制御が必要なくなります。 「ナノロボットは、単体では複雑な環境に対して脆弱です。彼らは、血流や汚染された水などの困難な状況で効果的に移動するのに苦労しています」と博士のジハン・チェン氏は述べています。 Zheng の研究室の学生で、新しい論文の共著者。 「この集団的な動きは、複雑な環境をうまくナビゲートし、効率的に目標に到達し、障害物や脅威を回避するのに役立ちます。」この集団心理を実験室環境で証明したら、次のステップはさらに障害物を導入することです。これらの実験は静的な液体溶液中で行われました。次は、流れる液体の中で同じ動作を繰り返すことを試みます。そして、それを生物体内で複製するために移動します。これらのスマートな群れが完全に開発されれば、高度な薬物送達部隊として機能し、人体をナビゲートし、防御を回避して標的に薬を届けることができるようになる。あるいは、iRobot ロボット掃除機のように動作することもできますが、汚染水の場合は、エリアの隅々までまとめて掃除します。 (Nanowerk はスポットライトでこの研究について次のように報告しています。画期的な光学プラットフォームが次世代の集団マイクロロボティクスのための自然な群知能の秘密を解明する (ビデオ付き)」）

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• 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64963.php