Kilobot

El Kilobot es un robot enjambre  de bajo costo de 3,3 cm de altura ^{[ 1 ]} desarrollado por Radhika Nagpal y Michael Rubenstein en la Universidad de Harvard . Pueden actuar en grupos (de más de mil) para ejecutar comandos programados por los usuarios que no podrían ser ejecutados por robots individuales. Un problema en la investigación sobre colectivos de robots es el alto costo de las unidades individuales. El costo total de las piezas del Kilobot es inferior a $15. Además de su bajo costo, tiene aplicaciones como el transporte colectivo, la interacción humano-enjambre y el autoensamblaje de formas. ^{[ 2 ]}

Durante noviembre de 2010, Michael Rubenstein y Radhika Nagpal comenzaron el desarrollo del Kilobot con el apoyo del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica y la Fundación Nacional de Ciencias . Los dos objetivos principales del diseño del Kilobot fueron mantener el costo bajo y, al mismo tiempo, contar con la funcionalidad suficiente para realizar una variedad de tareas colectivas. Uno de los objetivos del desarrollador fue permitir que el Kilobot ejecutara el programa S-DASH:

La fuente de alimentación es una batería recargable de iones de litio que puede alimentar el robot durante 3 a 12 horas, dependiendo de su actividad. Está equipado con un LED tricolor (rojo, verde y azul) que muestra información al usuario. Si bien las ruedas son efectivas para el movimiento, son costosas, lo que aumenta considerablemente el precio de cada unidad. Una forma de reducir el costo fue mediante el uso de dos vibradores para el movimiento. Cuando se activa uno de ellos, el Kilobot gira aproximadamente 45° por segundo. Cuando ambos se activan, el robot avanza a aproximadamente 1  cm/s. El robot se apoya sobre tres patas rígidas, que lo elevan 2  cm por encima de la superficie. Cada robot está equipado con un transmisor y un receptor infrarrojo para comunicarse entre sí. El transmisor de un robot envía luz hacia la superficie, la cual se refleja hacia el receptor de otro robot cercano, que luego ejecuta un comando según el programa. Algunas desventajas de estos métodos de comunicación y movimiento son: el área en la que funciona el Kilobot se limita a superficies planas y la incapacidad de moverse con precisión a lo largo de grandes distancias o durante un período prolongado de tiempo. ^{[ 4 ]}

En teoría, el Kilobot está diseñado para simular enjambres de insectos, donde cada Kilobot trabaja en conjunto para realizar tareas que no serían posibles de forma individual. Los Kilobots son capaces de transporte colectivo, que consiste en el movimiento de un objeto grande mediante el trabajo en equipo. Los colectivos de Kilobots también pueden formar diferentes figuras utilizando S-DASH y repararlas si se deforman. Dependiendo de la figura, también pueden cambiar su escala. En un programa, simularon insectos partiendo de una ubicación "inicio", que era un Kilobot fijo, y dispersándose por el área en busca de "alimento", que era otro Kilobot fijo. Cuando un Kilobot buscador encontraba el "alimento", regresaba a la ubicación "inicio" para dejarlo. Otro programa hizo que un grupo de robots viajara en línea recta siguiendo a un robot líder. Los robots se aseguraron de no adelantarse demasiado para que los robots que los seguían no se quedaran atrás. Mediante sus sensores, también tienen la capacidad de sincronizar su comportamiento, como por ejemplo, haciendo parpadear sus luces. Mediante el uso de un controlador infrarrojo superior y los receptores infrarrojos, un usuario puede realizar operaciones escalables. Esto significa que no tiene que ir a cada robot individualmente para realizar tareas simples como la carga, la programación y la puesta en marcha. ^{[ 4 ]}

El Kilobot obtuvo el primer lugar en la categoría de robots itinerantes del Desafío de Diseño de Robots de $10 de la Red Africana de Robótica de 2012, que solicitaba a los ingenieros crear robots de bajo costo para la educación de niños en países en desarrollo. ^{[ 5 ]} El Kilobot se creó con el propósito de hacer que un robot enjambre económico fuera más accesible para el público en general. Para continuar con esta idea, el diseño de los Kilobots se ha publicado como código abierto para uso no comercial. Además, los desarrolladores colaboraron con K-team , un fabricante suizo, para que puedan adquirirse públicamente con fines educativos o de investigación.