Tientallen kleine robotjes, de meeste kleiner dan een duimnagel, zwermen in het rond. Eentje komt een obstakel tegen, en even later duwen de robotjes met zijn twintigen het object uit de weg. Het onderstaande filmpje toont de resultaten van het I-SWARM project, honderd kleine robotjes voor wie geen uitdaging te groot is. Zo zoeken ze samen een lichtbron op (4:05, 5:15), volgen ze elkaars spoor van het ‘mierennest’ naar een voedselbron (4:30) en verkennen ze een doolhof (6:15).

Collectief verstand

De micro-bots gedragen zich als mieren: ze gaan zelf op verkenning uit maar letten ondertussen ook op wat de rest van de zwerm doet. Als eentje iets interessants heeft gevonden laat hij het gelijk aan de rest weten. De micro-bots bewegen met wieltjes of trillingen, afhankelijk van hun grootte, en houden elkaar op de hoogte met infrarood signalen. Dit lijkt een beetje op beïnvloeding van gedrag door feromonen, de tactiek die mieren gebruiken om op afstand met elkaar te communiceren.

Het verbluffende resultaat is een soort collectief verstand: zodra één lid van de zwerm iets tegenkomt wat de rest ook moet weten, duurt het niet lang voordat de anderen er ook bij zijn. Zo helpen ze elkaar om lastige obstakels uit de weg te schuiven, of kunnen ze op zoek gaan naar voedsel dat ze gezamenlijk naar een nest verplaatsen.

Ambitieus

Voedsel kan je natuurlijk net zo makkelijk vervangen door water, en hiermee hebben de onderzoekers een hele interessante toepassing voor de micro-bots te pakken: het verkennen en koloniseren van de planeet Mars. Marc Szymanski, een Duitse robotonderzoeker, vertelt optimistisch: “Onlangs meldde NASA dat er toch water is op Mars. Samen met de stof en het zand op Mars kunnen de micro-bots het water gebruiken als een soort lijm om gebouwen mee te bouwen, zoals huizen voor menselijke wetenschappers. Door samen te werken kunnen ze de hele planeet verkennen.”

Natuurlijk is dit ambitieuze doel niet het enige waarvoor de robotjes bruikbaar zijn. “Robotzwermen zijn nuttig in elke situatie waar je veel overtollige werkers nodig hebt,” gaat Szymanski verder. “Als één robot kapot gaat is niet gelijk de hele missie mislukt omdat een ander robotje gewoon zijn plaats inneemt.” Denk aan het van binnenuit repareren van machines, vervuilde gebieden schoonmaken of zelfs behandelingen uitvoeren binnenin het menselijk lichaam.

Metselaar

Het grootste obstakel wat de onderzoekers nu nog in de weg staat is de aandrijving van de robotjes. De grootste micro-bot is iets groter dan een muntstuk van €2, beweegt met wieltjes en werkt op batterijen. Het kleinste robotje, dat slechts drie millimeter lang is, beweegt door te trillen en haalt zijn energie uit zonnecellen. Szymanski zegt: “Hoe lastiger de taak is die de micro-bots moeten uitvoeren, hoe meer energie ze nodig hebben. Een robot die wat zwaars moet optillen gebruikt sterke motortjes, en die verbruiken veel stroom.”

Ook is de rekenkracht nog een probleem. Vanwege de minuscule processor moesten de ontwerpers speciale algoritmes ontwerpen voor de robotjes. De processor heeft slechts acht kilobyte aan program memory en twee kilobyte RAM, dat is ongeveer een miljoen keer zo weinig als de meeste PCs. Maar de ontwikkelingen in de microrobotica gaan hard, dus wie weet: misschien heeft de eerste metselaar op Mars geen twee armen, maar zes.