Visão Geral
A robótica de enxame é o estudo de como um grande número de agentes relativamente simples, pode ser projetado de tal forma que um comportamento coletivo desejado emerge das interações locais entre os agentes e o ambiente. Cada membro do enxame contribui igualmente e todos compartilham os mesmos objetivos em um nível superior. Esses sistemas são compostos por um grande número de unidades similares.
No entanto, um enxame não é necessariamente definido pelo seu tamanho, mas sim pelo seu comportamento, além de algumas propriedades como o controle descentralizado, a falta de sincronicidade e possuir membros homogêneos que são produzidos em massa. Esses sistemas são robustos, flexíveis e escaláveis. A tarefa do enxame é definida em um nível macro (comportamento do enxame) enquanto a implementação do controlador do robô deve ser feita no nível micro (código executável no microcontrolador do robô).
Os Kilobots são especialmente desenvolvidos para testar algoritmos de decisão coletiva inspirados nas características de insetos que vivem em grupos, como as abelhas e as formigas, que agem em conjunto para realizar tarefas complexas. Esses algoritmos são desenvolvidos para determinar a ação dos robôs considerando o ambiente externo e a tarefa a ser executada.
Os robôs são pequenos e simples, que agem em conjunto trocando informações entre si para distribuir e minimizar o trabalho, de acordo com um objetivo comum para o qual foram programados. O sistema completo consiste nos Kilobots, um controlador suspenso (OHC) para programar e controlar os robôs, uma arena para o funcionamento dos robôs e uma estação de carregamento.
Para que seja possível utilizar um robô em grandes escalas, todas as suas operações devem funcionar independentemente da interação com qualquer indivíduo, como apertar um botão ou conectar um cabo de carregamento para cada robô. Neste sistema, cada robô pode receber um programa através de um canal de comunicação infravermelho. Isso permite que um controlador programe vários robôs ao mesmo tempo.
Além disso, para evitar um interruptor físico para ligar ou desligar os robôs, é utilizado um esquema de controle de potência que funciona substituindo o estado padrão “desligado” por um modo de suspensão de baixa potência (sleep mode), onde o robô desliga a maioria dos seus componentes eletrônicos e o microprocessador entra em um estado de baixa energia por um minuto. Após um minuto, o microprocessador acorda, liga o sensor infravermelho e verifica se recebe uma ativação do controlador. Caso não receba a ativação, volta para o estado de baixa energia.
A estação de carregamento também permite que vários robôs sejam carregados ao mesmo tempo, sem requerir atenção para a tarefa.