С момента возникновения относительно недорогих гуманоидных роботов стали появляться новые классы задач, которые трудно осуществить, используя традиционные робототехнические подходы. 

Одной из таких задач являются синхронизированные действия больших групп роботов. Кажется, исследователям из Массачусетского технологического института (США) удалось найти свежий подход к реализации такой слаженности.

Обычно, чтобы добиться синхронизированных действий от роботов, их объединяют в группы, внутри которых они действуют, копируя движения своих товарищей: буквально «делают как все». Но с этим есть проблемы: латентность в изменении роботом оценки действий товарища накладывается на латентность в реализации соответствующего собственного поведения. Самое печальное в том, что в по-настоящему больших группах роботы, находящиеся на периферии, не видят тех, кто вдали, и начинают перестраиваться только тогда, когда своё поведение меняют соседи. То есть на практике реализуется другой известный принцип: кто в лес, кто по дрова.

От одноуровневой сети с чисто горизонтальной координацией участников исследователи перешли к двухуровневой иерархической системе. (Здесь и ниже иллюстрации Patrick Bechon et al.)

Кроме того, если одного робота в середине группы повалить, то даже блистательно «танцующая» группа немедленно «поплывёт». Таким образом, надёжность системы групповых действий для «стаи» роботов равна надёжности самого слабого звена.

Чтобы добиться стабильной синхронности от своих железных подопечных, исследователи из МТИ впервые применили совершенно другой подход, который условно можно назвать серверным или удалённо командным. Экспериментаторы имели дело с группой из восьми гуманоидных моделей Nao разработки Aldebaran Robotics, перед которой была поставлена стандартная групповая хореографическая задача.

Виртуальный осциллятор помог группе танцующих роботов стать устойчивой к сбоям.

Идея заключается в следующем. В определении ритма своих действий роботы используют систему коммуникации, излучая сигналы о скорости своего танца; центральный сервер «выслушивает» их «отчёты» и высчитывает среднюю скорость ритма, которого придерживается вся группа. Скорость обрабатывается для расчёта виртуального осциллятора, от ритма которого, как от печки, и танцуют роботы. Затем сервер передаёт остальным гуманоидам информацию об этой средней скорости. Если кто-то в группе сбивается (точнее, его «сбивают» экспериментаторы), сервер просто снижает ритм остальным и повышает его сбившемуся робоплясуну. Если исследователи не дают роботу танцевать, оставшиеся движутся в том же темпе, а при возвращении изъятого из группы собрата вновь замедляются, при том что сервер слегка ускоряет отставшего.

А так всё это выглядело на практике:

Для чего нужны эти танцы? В массе областей, от автомобилей без водителя до групп разведывательных и боевых микро-БПЛА (а с недавних пор и среди микро-БПЛА, планирующих выжигать сорняки лазерами), требуется точная синхронизация действий разных роботов. Неслаженные рои летающих дронов будут сталкиваться и падать; про несихронизированные автомобили без водителя даже думать не хочется, настолько печальными могут быть последствия. В этом смысле создание устойчивых к неожиданностям систем и алгоритмов синхронизации действий больших групп роботов может оказаться исключительно полезным.