Een team heeft mogelijk de mijnwerkers van de toekomst uitgevonden: kleine robots die samenwerken op dezelfde manier als bijen en mieren dat doen.
Onderzoekers van de University of Adelaide hebben een nieuw robotsysteem ontwikkeld dat is geïnspireerd op de verschillende manieren van samenwerken van sociale insecten. Denk aan mieren die samen voedsel vervoeren, of bijen die soms eerst een gebied uitkammen en daarna pas gericht terugkeren naar goede voedselplekken.
De onderzoekers pasten dat principe toe op kleine robots die samen erts kunnen zoeken en vervoeren. Dat deden ze niet alleen in een computersimulatie, maar ook met echte robots in een nagebouwde mijn in het laboratorium. Het onderzoek is te vinden in Natural Sciences.
Lastige uitdaging
Volgens het onderzoek heeft de mijnbouw te maken met een lastige uitdaging: hoe dieper je komt, hoe moeilijker het wordt om het werk veilig en snel uit te voeren. De automatiseringen die de mijnbouw in het verleden heeft gezien helpen aanzienlijk om dat toch mogelijk te maken, maar helaas hebben deze systemen ook nadelen. Zo zijn ze vaak duur, niet erg flexibel en afhankelijk van een centraal aansturingssysteem. Als dat systeem uitvalt kan daardoor een groot deel van het werk stil komen te liggen.
Daarom besloot een team onderzoekers om een nieuw systeem te ontwikkelen dat geïnspireerd is door hoe insecten soms samen kunnen werken. Het idee is simpel: de robots kunnen zelfstandig beslissingen nemen, maar ook samenwerken als een zwerm. Op basis van dat idee testte het team drie verschillende manieren van werken. De eerste was het meest simpel. Daarbij reed een robot weg, vond een blokje dat erts voorstelde en bracht dat direct terug naar het beginpunt.
Leestip: Ernstige verstoring van de schemerzone dreigt: afval van mijnbouwbedrijven blijkt desastreus
De tweede aanpak was geïnspireerd op mieren. Daarbij verdeelden twee robots het werk: de ene robot zocht naar erts, terwijl de andere robot hielp met het vervoer. De derde aanpak leek op het gedrag van bijen. Daarbij verkenden de robots eerst het hele gebied en ging daarna pas alles verzamelen.
Die laatste aanpak bleek het beste te werken: ten opzichte van de eerste methode werd de taak tot 60 procent sneller afgerond, daalde de afgelegde afstand met maximaal 80 procent en daalde het energieverbruik met ongeveer 50 procent. Dat verschil komt vooral door de volgorde van werken. Bij de eerste manier van werken gaat elke robot vaak heen en weer. Door eerst een gebied samen in kaart te brengen kunnen de robots daarna veel beter plannen welke robot waar heen rijdt.
Hoofdonderzoeker Joven Tan zegt: “Sociale insecten hebben hele efficiënte manieren gevonden waarmee ze samen snel problemen op kunnen lossen. Door deze ideeën te gebruiken voor de ontwikkeling van nieuwe robots kunnen we systemen maken die uiteindelijk veel efficiënter, flexibeler en betrouwbaarder zijn.”
Mijn op de maan
Toch is de stap naar de praktijk nog groot. De onderzoekers noemen zelf nog een hoop dingen die eerst veranderd moeten worden. Zo hebben de robots betere sensoren nodig, moeten hun batterijen langer meegaan en moeten ze beter om kunnen gaan met stof en oneffen terrein. Als die problemen worden opgelost kan de technologie ineens heel interessant zijn voor de mijnbouw.
De robots zouden dan ingezet kunnen worden op plekken die doorgaans (te) gevaarlijk zijn voor mensen. Tegelijkertijd zou het vervoer van erts naar het oppervlak ook een stuk sneller en zuiniger kunnen verlopen op het moment dat de robots een handje mogen helpen. De onderzoekers zien zelfs kansen voor een toekomstige mijn op de maan: volgens hen is het waarschijnlijk dat zo’n mijn grotendeels gerund zal moeten worden door robots die goed samenwerken en zelfstandige keuzes kunnen maken.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Deze robot loopt als een vis en lost een 375 miljoen jaar oud raadsel op en Deze robot speelt tafeltennis op topniveau. Hoofdonderzoeker Peter Dürr legt uit hoe . Of lees dit artikel: Gaat deze robothond straks op Mars in zijn eentje stenen onderzoeken? .
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
