Σμήνη ευφυών μικρορομπότ στην υπηρεσία της ιατρικής και των μηχανικών εφαρμογών

Η μαζική παραγωγή ευφυών μικροσκοπικών ρομπότ που επικοινωνούν με υπέρυθρα σήματα και λειτουργούν σαν 'σμήνος' σε πλήθος εφαρμογών είναι το αντικείμενο του έργου Ι-SWARM, που υλοποιείται στο πλαίσιο του 6ου Προγράμματος Πλαισίου της ΕΕ για την Έρευνα και έχει προϋπολογισμό 4,4 εκατ. ευρώ για τέσσερα χρόνια. Στο έργο συνεργάζονται δέκα ευρωπαϊκά ερευνητικά κέντρα από οκτώ κράτη, μεταξύ των οποίων το Εργαστήριο Αυτόματου Ελέγχου του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.

Οι εξελίξεις στον τομέα της μικρορομποτικής έχουν ήδη οδηγήσει στην ανάπτυξη ρομπότ υψηλής ολοκλήρωσης και εξειδίκευσης, με δυνατότητα εκτέλεσης μικροχειρισμών, υπό την επίβλεψη κεντρικού συστήματος ελέγχου. Έχουν επίσης διαμορφωθεί ομάδες που περιλαμβάνουν από 10 έως 20 ρομπότ, τα οποία 'συνεργάζονται' σε σύνθετες εφαρμογές, με περιορισμένες όμως μέχρι σήμερα δυνατότητες αντίληψης, διαχείρισης και συνεργασίας.

Το έργο Ι-SWARM προωθεί σημαντικές καινοτομίες, τόσο στο μέγεθος των ρομπότ και των ομάδων, όσο και στο βαθμό της συλλογικής τους συμπεριφοράς. Συγκεκριμένα, στόχος είναι η μαζική παραγωγή μικρορομπότ, μεγέθους χιλιοστού του μέτρου, και η διαμόρφωση ομάδων που θα περιλαμβάνουν έως και 1.000 ετερογενή ρομπότ. Τα ρομπότ θα διαθέτουν περιορισμένη ενσωματωμένη γνωστική ευφυΐα, ενώ θα διαφοροποιούνται όσον αφορά τους αισθητήρες και την υπολογιστική δύναμη.

Οι ομάδες των ρομπότ, που συχνά παρομοιάζονται με σμήνη 'τεχνητών μυρμηγκιών', ακολουθώντας το παράδειγμα της απλής αλλά αποτελεσματικής οργάνωσης των εντόμων αυτών, θα επικοινωνούν με υπέρυθρα σήματα, παρόμοια με αυτά των τηλεχειριστηρίων. Δηλαδή, όταν ένα ρομπότ εντοπίζει κάποιο αντικείμενο, στέλνει το κατάλληλο μήνυμα στο κοντινό ρομπότ, το οποίο με τη σειρά του μεταβιβάζει το σήμα αυτό και στα υπόλοιπα. Δημιουργείται έτσι μια αλυσίδα επικοινωνίας για την ανεύρεση του αντικειμένου. Στη συνέχεια, το περικυκλώνουν.

Τα σμήνη των ρομπότ αναμένεται να έχουν ποικίλες εφαρμογές, σε τομείς όπως η μικρο-συναρμολόγηση, η βιολογία και η ιατρική. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν, για παράδειγμα, στη επιθεώρηση αγωγών και κινητήρων, σε ιατρικές διαγνώσεις και επεμβάσεις στο ανθρώπινο σώμα, κ.λπ. Στο πλαίσιο του έργου θα εξεταστούν, μεταξύ άλλων, ζητήματα όπως οι ενεργοποιητές πολυμερών, η συλλογική αντίληψη, η αξιοποίηση των επιδράσεων μικρο-κλίμακας, η τεχνητή και συλλογική νοημοσύνη.