Immagina uno stormo di uccelli che attraversa il cielo o un banco di pesci che nuota in perfetta armonia. Questi movimenti affascinanti, studiati da tempo dagli scienziati, possono ora essere riprodotti in simulazione e con robot, utilizzando esclusivamente informazioni visive. Questi movimenti sono noti come movimenti collettivi.
Tradizionalmente, i movimenti collettivi sono stati modellati senza considerare il sistema visivo biologico degli individui. La maggior parte dei modelli si basa sulla conoscenza della distanza tra i vicini, cosa che non avviene negli animali. Tuttavia, un nuovo studio pubblicato nella rivista Bioinspiration & Biomimetics ha sviluppato un modello innovativo che si ispira alla percezione visiva degli animali.
In questo studio, gli scienziati hanno creato un modello che non si basa su misurazioni artificiali di distanza, ma utilizza, come fanno gli animali, indizi visivi primari per applicare un insieme di quattro regole seguite indipendentemente da tutti i membri del gruppo. Ogni individuo vede solo le sagome formate dagli altri, senza riconoscere gli individui stessi. Queste sagome creano indizi visivi primari quando si muovono nel campo visivo.
Le quattro regole sono le seguenti:
Attrazione: rappresenta il desiderio naturale del gruppo di rimanere unito. Senza attrazione, gli individui si allontanerebbero l’uno dall’altro. Questa regola viene implementata tenendo conto della dimensione ottica di ogni sagoma.
Allineamento: riflette la tendenza del gruppo a muoversi nella stessa direzione. Senza allineamento, gli individui avrebbero difficoltà a seguire il gruppo. Funziona misurando il “flusso ottico”, che descrive il movimento visivo attorno all’individuo.
Evitamento: questa regola è stata introdotta per evitare collisioni tra i membri del gruppo. Gli individui regolano la loro posizione per evitare di scontrarsi con le sagome percepite.
Contenimento: l’aggiunta di un’ancora permette di contenere il movimento collettivo robotico in uno spazio limitato, garantendo che il gruppo non si disperda.
Questa ricerca dimostra che i robot sferici possono riprodurre fedelmente i movimenti collettivi osservati negli animali, orientandosi in base alle sagome dei loro vicini che possono apparire più grandi, più piccole o muoversi nel campo visivo. Questo approccio innovativo apre nuove possibilità per la robotica ispirata alla natura.
Fonte: Techno Science
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