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Novo sistema de robótica de enxame se inspira em feromônios de insetos

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Uma equipe de pesquisadores introduziu uma nova técnica para robótica de enxame, inspirando-se diretamente na comunicação de insetos por meio de feromônios, de acordo com um novo artigo publicado na SAGE'sComportamento Adaptativo Diário.

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Robôs de enxame se inspiram em feromônios de insetos

Nas últimas décadas, os avanços tecnológicos ajudaram a orientar o desenvolvimento de sistemas cada vez mais sofisticados que imitam processos que ocorrem naturalmente, como mecanismos biológicos e comportamento animal.

Dentro dessa tendência científica, uma equipe de pesquisa da Universidade de Manchester introduziu uma nova técnica para aplicações de robótica em enxame - uma técnica que segue o exemplo de como os insetos se comunicam por meio de feromônios.

Feromônios são substâncias químicas que animais e humanos liberam para o meio ambiente - o que às vezes desencadeia comportamentos específicos em outros animais.

Benefícios do comportamento induzido por feromônio

Por exemplo, feromônios liberados podem causar comportamento de acasalamento, alertar os animais próximos sobre uma zona perigosa, marcar território ou indicar a presença de comida. No artigo, os pesquisadores trabalharam para replicar artificialmente dessa forma os insetos sociais, como as formigas, usam feromônios - com o objetivo de melhorar a efetividade das comunicações em enxames de robôs.

"Nossa ideia principal era desenvolver um sistema de comunicação bioinspirado baseado em sistemas de comunicação de feromônios de animais sociais", disse Farshad Arvin, um dos pesquisadores envolvidos no estudo, ao TechXplore. "Mais especificamente, queríamos emular como as formigas liberam feromônios e os comportamentos que se seguem. Usamos o sistema desenvolvido em aplicações de robótica de enxame e agora estamos investigando a possibilidade de testá-lo em configurações do mundo real."

Estudos anteriores trabalharam para criar sistemas de feromônios artificiais com várias técnicas distintas. Um usava álcool, etiquetas RFID e luz como um substituto coletivo para produtos químicos que os animais liberam. Outro sistema promissor é o COSΦ, um sistema que emula a liberação de feromônios em animais e humanos com luz.

Sistema de feromônio robótico funciona como fluido

O sistema de Arvin e sua equipe é baseado no COSΦ, que também usa um modelo que descreve como os feromônios se espalham pelo espaço com o passar do tempo. Este modelo se inspira em como os fluidos ou líquidos se movem pela natureza.

“Para ter um modelo realista do sistema de feromônios, tivemos que modelar todos os parâmetros dos feromônios reais, como evaporação e difusão, e considerar os impactos ambientais, como os efeitos do vento”, disse Arvin, de acordo com a TechXplore. "O modelo que propomos é um modelo confiável e realista que pode imitar a comunicação de feromônios entre os insetos."

Sistema de feromônios informa o comportamento dos membros do enxame

No momento, a avaliação dos pesquisadores do sistema de feromônio artificial está avançando em uma série de experimentos - em que um enxame de robôs pequenos e móveis se movem e se adaptam a diversos fatores ambientais. Os resultados da equipe foram altamente promissores porque seu sistema permitiu uma comunicação eficaz, desencadeando os comportamentos de grupo desejados entre os membros do enxame.

"Desenvolvemos um modelo muito realista de um sistema de feromônio e investigamos sistematicamente os efeitos de vários parâmetros no desempenho de robôs individuais e do enxame", disse Arvin, ao TechXplore. "Além disso, nosso artigo apresenta uma configuração experimental robusta de código aberto que pode ser usada para implementar comportamentos complexos tipicamente observados em insetos sociais."

Este novo sistema - inspirado em feromônios de insetos e animais - pode ajudar a melhorar a comunicação entre robôs individuais que trabalham em equipe para completar missões de exploração em setores geográficos remotos, sob condições climáticas adversas e em ambientes complexos.


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