ハーバード大学のTERMESロボットが設計図なしで城を建設——シロアリ式の手がかりだけを使用

ハーバード大学の自己組織化システム研究グループのチームは、複雑な計画や設計図なしに構造物を建てられる、頭の大きさほどの建設ロボットの群れを開発した。この研究はScienceに掲載され、2014年2月にWIREDが報じた。大学院生のKirstin Petersenとスタッフ科学者のJustin Werfelは、ナミビアのシロアリ塚に着想を得て、このアプローチをTERMESと名付けた。

その原理はスティグマジー（stigmergy）であり、1959年にフランスの生物学者がシロアリのコロニーがいかに自己組織化するかを説明するために提唱した概念である。各シロアリは泥団子をすくって堆積させ、他のシロアリがどこに建てるかを導く化学的な手がかりを残す。設計図に従うシロアリはおらず、すべてのシロアリが完成品と、その過程で何に注意を向けるべきかを知っている。ロボットもレンガを使って同じループを実行する——ロボットがレンガをどこに置くかは、他のロボットがすでに行ったことと、最終的な構造物がどうなるべきかによって決まる。

ミニマリズムが要点である。ロボットの全レパートリーは、前進、後退、回転、登攀、センシング、そしてレンガの拾い上げまたは設置だけである。これによって群れは城やピラミッドを含む多様な構造物を建てた。WIREDの記事は、人間がすでに大規模にスティグマジー的な建設プロジェクトを運営していると指摘している。すなわちWikipediaであり、そこでは貢献者が「知恵の泥団子」を積み重ね、それが相互接続されたネットワークとしてまとまり合う。

設計図を捨て、すべての建設者に最終目標と少数のルールを与え、創発する構造物をそれぞれが読み取れるようにする——シロアリのスティグマジーをロボット上で実行する。

構築された構造物に情報を担わせることで、マルチロボット建設の最も脆弱な要素——中央計画と計画者——を取り除く。

シロアリが概念実証となった。同じルールが昆虫から、磁軸に沿って配向した高さ8フィートの空調された塚までスケールする。

各ロボットは局所的なセンシングと5、6個の基本的な動作だけを必要とするため、群れは個々の故障を建設の損失なしに許容する。

調整には誰かの頭の中の計画は必要ない。すべてのエージェントが共有された成果物を読み取ることができれば、構造物自体が指示を担う——Wikipediaがすでに示しているとおりである。

この研究は2014年2月にScienceに掲載され、城やピラミッドを建てる様子がビデオでライブ実演された。WIREDはこれを、シロアリに着想を得た建設者の新たな軍団と位置づけた。