@ 2014.08.16 , 09:20

为研究群体行为,制造1024个微型机器人

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哈佛的科学家们制造了一千多个硬币大小的机器人,他们通过和旁边的机器人交流,组装在一起,形成二维结构。

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这个人造的小群体有1024个小机器人,是现有可展示机器人群体行为的最大数量。研究者们说,这些小机器人就像小型的“变形金刚”,可以改变自身的形状,他们的行为也许对复杂的人类或者动物群体的一些行为有解释作用。

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这些冰球状的机器人叫做“Kilobot”,每只大约价值20美元。每个机器人被编程植入了一些简单的规则去遵守。一开始,这些机器人被排列成随机的一个形状,它们被放置在一个平整的平面上。随后四个“种子机器人”被放置在刚才那些机器人的周围。小机器人们开始向着种子机器人的边缘移动。

这些机器人通过红外光交流,但是它们只能够与离得最近的机器人收发信息,所以换句话来说,它们没有办法看见全局的情况。这些机器人就像那些原始的合作系统一样。一个机器人发出的信息就在机器人群之间重重穿越。

研究者们会通过编程下达不同的信息,比如,让小机器人排列成“K”的形状,或者五角星的形状。经过12个小时之后,机器人们会通过链接在一起完成排列的任务。“建立并操作这样一个大型的机器人群是一项工程上的挑战”,宾夕法尼亚大学的工程师 Mark Yim 说,“之前这样的实验最多观察了50个左右机器人的行为。”

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这些自己改变排列形状的机器人群就像蚂蚁群,蚂蚁通过组建链接的形状来搭桥或者其他行为,而且蚂蚁对周围环境的反应尤其迅速,哈佛大学的本项研究组长 Michael Rubenstein 这样说。他认为这样的研究有助于创建计算机模型处理此类事件。未来机器人也许可以用三维的模式组装自身,我们将不再需要三维打印机。甚至这些机器人可以带来更科幻的想像:现实生活中的变形金刚。Yim 已经建造了一个实验性的机器人,通过四条腿运动。

但是,这项研究也有不足之处:一个机器人的错误可能导致整个群体的“交通堵塞”,最后形成的形状看起来就不那么准确了。尽管实验有这些缺陷,哈弗大学的数学家 L. Mahadevan 还是肯定了这项研究的价值,未来这些机器人也许能掩饰群体发展,竞争,进化的过程。“不要被你的想像力所束缚”,他说。

本文译自 Nature News,由译者 BXD 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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