Роботы научились действовать как живые на механической логике вместо ИИ

Группа исследователей из Сеульского национального университета и Гарварда разработала принципиально новый тип роботов, способных кооперироваться и решать сложные задачи без датчиков, алгоритмов или центрального управления. Система, названная «линк-ботами», описана в журнале Science Advances и вдохновлена природными коллективами — например, слаженными движениями косяков рыб или стай птиц.

Линк-боты представляют собой цепочки из 3D-печатных модулей, соединённых V-образными звеньями. Каждый модуль — это цилиндр с наклонными ножками, который движется самостоятельно за счёт вибрации поверхности. Ключевая инновация — в конструкции соединений: их угол и жёсткость определяют «поведение» робота. Например, изменение центрального угла звена заставляет цепочку сжиматься или расширяться, как гармошку, а боковые углы задают амплитуду «взмахов» — подобно тому, как птицы машут крыльями в полёте.

Фото: Seoul National University College of Engineering

«Это похоже на механический пазл, — объясняет профессор Хо-Ёнг Ким, соавтор разработки. — Мы не программируем действия, а настраиваем геометрию звеньев. Роботы реагируют на препятствия через физику, а не вычисления». При столкновении со стеной цепочка автоматически выбирает один из трёх режимов: движение вдоль преграды, отталкивание с изменением направления или блокировку отверстия. В экспериментах линк-боты успешно проникали в узкие щели, переносили объекты и даже кооперировались — два робота совместно перемещали груз или помогали друг другу преодолевать препятствия.

Система отличается от традиционных роевых роботов тем, что не требует ни беспроводной связи, ни индивидуального управления модулями. Вместо этого учёные использовали вычислительную модель, которая предсказывает, как изменение параметров звеньев (длины, угла разброса и выемки) повлияет на поведение цепочки. Например, увеличение угла выемки делает движения робота более резкими, а уменьшение — ограничивает амплитуду, превращая «исследователя» в «блокировщика».

Потенциальные применения технологии включают доставку грузов в труднодоступные зоны, мониторинг опасных сред или ликвидацию аварий.

Важное преимущество линк-ботов — энергоэффективность и масштабируемость. Для работы им нужна только вибрация поверхности, а модули можно печатать из разных материалов, адаптируя под конкретные задачи. Уже сейчас цепочки демонстрируют «социальное» поведение: при встрече два линк-бота либо конкурируют за пространство, либо объединяются для решения задачи — например, синхронно толкают объект.

Работа открывает путь к созданию роботизированных систем, где сложность возникает из простых правил — как в живой природе. Следующий шаг — разработка адаптивных звеньев, меняющих параметры в реальном времени под воздействием температуры или света, что позволит роботам «эволюционировать» прямо во время миссии.