Ook robots staan wel eens in de file: deze uitvinding moet dat voorkomen

Robots die in een groep iets moeten doen, zitten elkaar al snel in de weg. Er ontstaan files door alle robots die met hun eigen ding bezig zijn en dat is niet efficiënt. Onderzoekers van Harvard hebben nu een oplossing gevonden voor de filevorming.

Op Harvard hebben ze ontdekt dat juist door robots af en toe iets compleet willekeurigs te laten doen kan voorkomen dat er een file ontstaat. Het betekent dat wanneer een flinke groep robots bijvoorbeeld een kleine ruimte in moet om een bepaalde taak te verrichten, zoals iets schoonmaken, ze niet in elkaars vaarwater gaan zitten. 

Filevorming onder robots

Harvard zocht naar de oplossing voor de filevorming door te bedenken wanneer een ruimte te vol is met robots. Wat is het moment waarop de robots daadwerkelijk zouden botsen of er files zouden vormen? Het team van L. Mahadevan heeft wiskundige modellen op dit vraagstuk losgelaten en wat blijkt? Verschillende willekeurige bewegingen zorgen ervoor dat complex, gecoördineerd gedrag van de robots ze vrij laat bewegen. 

Onderzoekers keken naar elke robot als een basis-agent die beweegt met een bepaalde hoeveelheid speling terwijl hij zich beweegt. Waar je zou denken dat het juist helpt om elke millimeter van de vloer te gebruiken en het allemaal vrij strak af te stellen, daar blijkt uit het onderzoek dat als er wat meer gemiddeld naar wordt gekeken, het makkelijker is om het gedrag van de robots te voorspellen. 

Zigzaggen

Het is getest met computersimulaties waarin grote aantallen agenten op willekeurige posities startten en willekeurige bestemmingen kregen toegewezen. Bereikte een agent zijn doel, dan kreeg hij onmiddellijk een nieuw doel, zoals dat ook in het echt gaat. Zonder ruis reisden agenten in perfect rechte lijnen, maar met veel ruis gingen ze zigzaggen. Door dat zigzaggen kunnen agenten gemakkelijker om elkaar heen manoeuvreren. Waren er rechte paden, dan ontstonden er eerder files. Was er echter te veel willekeur, dus te veel gezigzag, dan werden de robots wel heel veel minder efficiënt. De middenweg is dus het beste: hierbij hebben de robots kortstondig een interactie, maar kunnen ze nog steeds langs elkaar heen gaan.

En, leuk: er zit ook een Nederlands tintje aan dit onderzoek. Om de theorieën buiten de simulatie om te testen, werkte het team samen met natuurkundige Federico Toschi aan de Technische Universiteit Eindhoven. Met een camerasysteem aan het plafond van een lab werd gekeken hoe zwermen van rijdende robots het deden. Elke robot had een QR-code en de patronen waren precies zoals verwacht. Kortom, een zorgvuldig afgestemde hoeveelheid flexibiliteit werkt dus het beste wanneer je met een grote hoeveelheid apparaten werkt. 

Lees meer over het onderzoek.