Российские учёные научили рой роботов договариваться без центра управления: подсказку нашли у муравьёв

Москва, 05:30, 23 Окт 2026, редакция FTimes.ru, автор Елена Галицкая.

Специалисты Университета «Сириус» разрабатывают технологию децентрализованного управления группами роботов и роями беспилотников. Устройства смогут согласовывать действия без постоянных команд от единого центра, а система продолжит работу даже при отказе части механизмов. В основе подхода — принципы коллективного поведения муравьёв, которые помогают насекомым сообща решать сложные задачи без руководителя.

Российские учёные работают над технологией, которая может изменить принципы управления группами автономных устройств. Как сообщают «Известия», специалисты Университета «Сириус» создают алгоритмы, позволяющие роботам обмениваться минимальным объёмом данных и самостоятельно координировать свои действия.

Главная задача проекта — повысить устойчивость роботизированных комплексов к сбоям и потере связи. Если отдельные устройства выйдут из строя, остальные участники группы потенциально смогут продолжить выполнение общей задачи.

Такие решения могут найти применение в беспилотной авиации, промышленной автоматике, автономном транспорте и спасательных операциях. Одним из источников вдохновения для исследователей стало поведение муравьёв, которые способны организовывать коллективную работу без единого управляющего центра.

Почему роботам не нужен главный командир

В традиционных роботизированных системах управление часто строится по централизованной схеме. Центральный компьютер получает информацию от устройств, обрабатывает её, распределяет задачи и передаёт исполнителям команды.

Такой подход позволяет контролировать работу комплекса из одного пункта, но создаёт зависимость от ключевого элемента. Если управляющий компьютер перестанет работать или связь с ним будет потеряна, выполнение общей задачи может оказаться под угрозой.

В децентрализованной системе каждый робот принимает решения на основе доступной ему информации и взаимодействует с другими участниками группы. Вместо постоянного ожидания команд сверху устройства согласовывают действия между собой.

Например, при обследовании лесного массива группа беспилотников могла бы распределять между собой участки территории. Если один аппарат выйдет из строя, остальные смогут скорректировать маршруты и продолжить работу. Это иллюстрация возможного применения технологии, а не описание уже проведённых испытаний разработчиков.

Для реализации такого подхода необходимо решить несколько инженерных задач. Роботы должны своевременно обмениваться информацией, избегать дублирования действий и учитывать изменения обстановки. При этом интенсивный обмен данными не должен перегружать каналы связи и вычислительные системы.

Ключевое преимущество децентрализации — возможность сохранить работоспособность комплекса при отказе отдельных элементов. Однако для этого алгоритмы должны не только обеспечивать взаимодействие устройств, но и предусматривать обнаружение неисправностей, перераспределение задач и восстановление координации после сбоев.

Чему инженеры учатся у муравьёв

Одним из этапов проекта станет изучение коллективного поведения муравьёв. Исследователи намерены выяснить, как насекомые согласовывают действия и решают сложные задачи без единого руководителя.

Муравьиные колонии давно привлекают внимание учёных благодаря способности организовывать совместную деятельность. Отдельный муравей располагает ограниченной информацией об окружающей среде, однако тысячи насекомых могут сообща искать пищу, прокладывать маршруты и приспосабливаться к изменяющимся условиям.

Важную роль в этом процессе играют локальные взаимодействия и химические сигналы — феромоны. Муравьи оставляют их на поверхности, а другие особи реагируют на обнаруженные следы. Постепенно коллективное поведение формируется из множества индивидуальных действий.

Для робототехники интересен сам принцип: участникам системы необязательно получать полную информацию о происходящем и ждать указаний от центрального управляющего устройства. В ряде случаев достаточно обмениваться данными с ближайшими соседями и следовать определённым правилам.

Исследователи планируют создать экспериментальные стенды для наблюдения за муравьями. Полученные данные станут основой математических моделей и алгоритмов управления роботами.

При этом поведение насекомых нельзя просто скопировать и перенести в программное обеспечение. Учёным предстоит определить, какие закономерности можно формализовать и использовать для координации цифровых устройств, оснащённых датчиками, микроконтроллерами и средствами беспроводной связи.

Если этот подход окажется эффективным, он позволит разрабатывать алгоритмы, в которых коллективные действия возникают благодаря взаимодействию отдельных устройств, а не управлению из единого центра.

Синхронизация времени с микросекундной точностью

Практическая реализация децентрализованного управления требует решения ещё одной важной задачи — синхронизации времени между устройствами.

Когда несколько роботов одновременно собирают данные и обмениваются измерениями, важно понимать, в какой момент произошло то или иное событие. Если часы устройств расходятся, сопоставление информации и согласование действий могут осложниться.

По данным исходной публикации, специалисты «Сириуса» уже испытали систему синхронизации времени на недорогих микроконтроллерах. Заявленная точность достигает микросекундного уровня. Кроме того, на реальном оборудовании проверили способность устройств быстро восстанавливать связь после потери сигнала.

Эти результаты важны для дальнейшего развития проекта. Они показывают, что отдельные технические решения проверяются на физических устройствах, а не остаются исключительно на уровне математических моделей.

Использование недорогих микроконтроллеров потенциально позволит снизить стоимость оборудования. Такие компоненты широко применяются во встраиваемых системах, датчиках и промышленной автоматике.

Вместе с тем точная синхронизация времени и восстановление связи сами по себе ещё не подтверждают способность целого роя эффективно выполнять сложные задачи. Для этого необходимо проверить взаимодействие всех элементов системы в реальных условиях.

Где пригодятся рои автономных устройств

Одной из перспективных сфер применения разработки может стать поиск людей в труднодоступных районах и при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Группа беспилотников способна обследовать значительную территорию, собирая изображения и другие данные. При использовании децентрализованного управления аппараты потенциально смогут самостоятельно согласовывать маршруты и распределять участки поиска.

Подобные решения могут быть полезны и при мониторинге лесов. Несколько автономных устройств могли бы обследовать разные участки, помогая обнаруживать признаки возгораний и оценивать состояние территории.

Ещё одно возможное направление — осмотр линий электропередачи и других протяжённых инфраструктурных объектов. Использование групп роботов позволит распределять задачи между аппаратами и потенциально ускорить обследование больших расстояний.

В промышленности аналогичные принципы могут применяться в системах автономного транспорта и распределённого управления оборудованием. Например, несколько беспилотных грузовиков смогут обмениваться информацией для согласования движения, а роботизированные комплексы — координировать выполнение производственных операций.

Разработчики также рассматривают возможность применения технологии в микросетях солнечных панелей. В таких системах распределённое управление может помочь согласовывать работу отдельных элементов без постоянной зависимости от единого управляющего узла.

При этом перечисленные направления представляют собой потенциальные сферы использования технологии. Их практическая реализация будет зависеть от результатов дальнейших испытаний и требований конкретных отраслей.

Когда технологию смогут применять на практике

Следующим этапом проекта станут испытания на реальной технике в условиях помех и нестабильной связи.

Именно такие условия позволят оценить, насколько эффективно устройства взаимодействуют при ухудшении качества сигнала, как быстро восстанавливают координацию и способны ли продолжать выполнение задачи после отказа отдельных элементов.

Эксперт рынка Национальной технологической инициативы «Аэронет» Артём Богатырёв отметил, что результаты предстоящих испытаний покажут, насколько быстро разработку удастся внедрить в промышленности.

Для перехода от лабораторных экспериментов к практическому использованию необходимо подтвердить надёжность алгоритмов, устойчивость к различным сбоям и эффективность работы всей системы. Важными факторами также станут стоимость оборудования, энергопотребление и возможность интеграции технологии с существующими роботизированными комплексами.

Таким образом, разработка Университета «Сириус» направлена на создание роботизированных систем, способных самостоятельно координировать действия и сохранять работоспособность при частичных отказах. Изучение поведения муравьёв должно помочь исследователям найти новые принципы коллективного управления, а испытания на реальном оборудовании позволят оценить практический потенциал технологии.

Если заявленные возможности подтвердятся в сложных условиях эксплуатации, децентрализованные алгоритмы смогут стать важным инструментом развития автономной робототехники — от групп беспилотников до промышленных систем и спасательных комплексов.