Swarm Garden: Roboții care înflorește precum plantele transformă arhitectura

Grădina Swarm: o colecție de agenți robotici modulari care se adaptează la condițiile în schimbare pentru o arhitectură vie.

Cercetătorii de la Universitatea Princeton au dezvoltat un roi de mini-roboți interconectați care „înfloresc” asemenea florilor, răspunzând la schimbările nivelurilor de lumină dintr-un birou. Conform unui nou studiu publicat în revista Science Robotics, astfel de roiuri robotice ar putea fi utilizate într-o zi pentru fațade dinamice în designul arhitectural, permițând clădirilor să se adapteze la condițiile climatice variabile, dar și să interacționeze cu oamenii în moduri creative.

Autorii studiului s-au inspirat din așa-numitele „arhitecturi vii”, cum ar fi stupii de albine. Furnicile de foc sunt un exemplu clasic de comportament colectiv. Câteva furnici, distanțate corespunzător, se comportă ca indivizi. Dar, dacă sunt grupate suficient de aproape, acestea acționează mai mult ca o singură unitate, manifestând proprietăți atât solide, cât și lichide. Acestea pot fi „vărsate” dintr-un ceainic, așa cum a demonstrat laboratorul lui Goldman acum câțiva ani, sau se pot lega între ele pentru a construi turnuri sau plute plutitoare — o abilitate de supraviețuire utilă, de exemplu, când un uragan inundă Houston. De asemenea, sunt foarte bune la reglarea propriului flux de trafic. Sunt rare cazurile când vezi un ambuteiaj de furnici.

Naturally, oamenii de știință sunt dornici să imite astfel de sisteme. De exemplu, în 2018, cercetătorii de la Georgia Tech au construit roboți asemănători furnicilor și i-au programat să sape prin bile de plastic magnetic imprimat 3D, menite să simuleze solul umed. Roiuri de roboți capabili să sape eficient subteran fără a se bloca ar fi extrem de benefice pentru minerit sau eforturile de recuperare după dezastre, unde utilizarea oamenilor ar putea să nu fie fezabilă.

În 2019, oamenii de știință au descoperit că stolurile de grauri sălbatice își schimbă modelele de zbor în funcție de dacă se întorc la cuib sau se adună pentru a alunga prădătorii. Această descoperire ar putea conduce într-o zi la dezvoltarea de roiuri robotice autonome capabile să își schimbe regulile de interacțiune pentru a îndeplini diferite sarcini în răspuns la indicii din mediu.

Autorii acestui ultim articol observă că plantele pot optimiza forma lor pentru a obține suficientă lumină solară sau nutrienți, datorită celulelor individuale care interacționează între ele prin semnalizări mecanice și alte forme. În contrast, arhitectura proiectată de ființe umane este în mare parte statică, compusă din elemente fixe rigide care împiedică capacitatea ocupanților clădirii de a se adapta la variațiile climatice zilnice, sezoniere sau anuale. Au fost doar câteva exemple de aplicare a algoritmilor de inteligență a roiului inspirați de plante, insecte și păsări care se adună, în procesul de proiectare pentru a obține designuri structurale mai creative sau o optimizare mai bună a energiei.

Autorii au fost interesați să exploreze fațade adaptive și dinamice în arhitectură, inspirați de încercările anterioare de a integra elemente biologice pentru a crea „clădiri vii”: utilizarea panourilor de alge pentru a genera energie și a oferi umbră, de exemplu. Majoritatea acestor eforturi se bazează pe matrici de module mecanice rigide pentru a răspunde la stimuli externi, suc

Sursa: Ars Technica

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România