This page in English

Institutionen för naturvetenskap och teknik

Robotforskare inspireras av myrors navigationsförmåga

Ali Abdul Khaliq har disputerat i datavetenskap vid institutionen för naturvetenskap och teknik. Här syns han tillsammans med en stor och flera små robotar.

Genom att imitera myrors beteende kan robotar bli både billigare och mer tillförlitliga i sin navigering. Det har robotforskaren Ali Abdul Khaliq kommit fram till i sin avhandling.

Ali Abdul Khaliq har disputerat i datavetenskap vid institutionen för naturvetenskap och teknik. Avhandlingens titel: From Ants to Service Robots: an Exploration in Stigmergy-Based Navigation Algorithms.

För att robotar ska kunna navigera självständigt används i dag ofta avancerade sensorer som kostar mycket pengar. Det krävs också noggranna, komplicerade beräkningar och algoritmer för att få en robot att förstå var den är, vart den ska gå och hur den ska ta sig dit. Billigare robotar har ofta för dålig förmåga att navigera korrekt för att vara tillförlitliga.

­– Även de påkostade, komplicerade robotarna drabbas ofta av navigeringsproblem, säger Ali Abdul Khaliq, forskare och filosofie doktor i datavetenskap vid Örebro universitet.

För att komma runt detta problem har Ali Abdul Khaliq inspirerats av hur myror gör för att navigera i naturen.

– Myror och en del andra insekter, som till exempel termiter, använder en princip som kallas stigmergi för att navigera. Det innebär att de använder sin miljö som ett extern minne för att lagra, läsa och dela information, säger Ali Abdul Khaliq.

– Tack vare den här principen kan myror navigera näst intill perfekt, helt utan sofistikerade sensorer, kraftfulla beräkningar eller ens en inbyggd karta.

Utförde 200 experiment

Illustration: Ali Abdul Khaliq

Illustration: Ali Abdul Khaliq

För att ta reda på om även robotar kan använda sig av den här principen har Ali Abdul Khaliq skapat algoritmer för robotar och använt en teknik som kallas RFID, Radio Frequency ID. RFID är en sorts taggar, som avläses med enkel radioteknik och som i dag används i till exempel passerkort och stöldskydd på varor i klädbutiker. Varje RFID-tagg har ett minne där man både kan lagra och hämta information, med hjälp av en RFID-sensor.

Ali Abdul Khaliq har bäddat in ett nät av sådana taggar under golv, och sedan genomfört ungefär 200 experiment med olika sorters robotar som navigerat i såväl laboratoriet som i vanliga lägenheter, med hjälp av taggarna. Vissa av försöken pågick i timmar.

– I ett av försöken kunde en robot navigera autonomt i en kilometer utan att göra ett enda fel. Det är ovanligt och svårt att uppnå med den teknik som används i dag, säger Ali Abdul Khaliq.

Undviker krockar

Ett annat område som Ali Abdul Khaliq har utforskat handlar om samspelet mellan människor och robotar. För att robotar ska kunna upptäcka och följa en människa som vistas i samma miljö bär robotarna i dag ofta en kamera, vilket kan väcka frågor om till exempel integritet. De flesta befintliga system innebär också att det behövs komplicerade sensorer för att garantera säkerheten.

Med hjälp av RFID-tekniken kunde Ali Abdul Khaliq i stället skapa algoritmer och förse både roboten och människan med RFID-sensorer. På så sätt kunde Ali Abdul Khaliq se hur roboten navigerade i samspel med människan och konsekvent undvek att krocka.

– Experimenten pågick i flera timmar och roboten rörde inte människan en enda gång, säger han.

Tack vare tekniken som inspirerats av myrornas sätt att navigera behövs inga dyra sensorer eller komplicerade beräkningar, och Ali Abdul Khaliq tror att hans forskning kommer att bidra till att servicerobotar kan användas mer frekvent i våra hem, på arbetet eller i offentliga miljöer i en nära framtid. 

– Mitt tillvägagångssätt innebär en pålitlig navigering för robotar till en lägre kostnad, säger Ali Abdul Khaliq.

Text och bild: Anna Lorentzon