麻省理工科学家研发出新型微型协作机器人

这种微型机器人的原型配备了光传感器和简单的电子设备,能让粒子按照算法扩展或收缩。每个机器人测量附近光线的强度,并向其邻居传播读数。

  近些年来,机器人行业发展迅速,机器人被广泛应用于各个领域尤其是工业领域,不难看出其巨大潜力。据参考消息网9月5日报道美媒称,科学家发明了一种机器人,它由多个单位组成,这些单位可以作为一个集群运行,对刺激作出反应,并根据周围环境采取行动,而无需任何集中控制——很像活细胞。

麻省理工科学家研发出新型微型协作机器人

“粒子”机器人,资料图

  据《科学美国人》月刊9月号报道,每个圆形单位,即“粒子”,直径最大为23.5厘米。这些粒子以磁力松散地结合在一起,只有通过扩展或收缩才能移动。但是,尽管它们的个体很简单,作为一个群体,它们能够采取更复杂的行为,比如向光源移动。研究人员今年3月在《自然》杂志上发表报告称,这堆连接力较弱的粒子比其他许多机器人系统更有弹性,因为没有单一的失效点,即使有些个体失效,系统也能继续工作。

  科学家说,这种粒子的小型版本可以用于搜救行动——例如,将装有传感器的单位分散到倒塌房屋的废墟里,寻找被埋的受害者。微型单位还可以向人体难以触及的部位输送药物,或者通过模拟器官形成过程中的细胞活动来推动研究。

  原型粒子配备了光传感器和简单的电子设备,能让粒子按照算法扩展或收缩。每个粒子测量附近光线的强度,并向其邻居传播读数。每个单位通过比较自己与其他单位探测到的光,能够决定何时开始一个扩张和收缩的周期——从而使其作为一个整体移动。

  研究人员创造了由最多24个粒子组成的集群,证明它们可以转向光源。这种运动类似于活细胞聚集和迁移以完成愈合伤口等功能。研究团队负责人之一、麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室主任达妮埃拉·鲁斯说,“在我们的系统中,每个粒子都非常简单,没有对集群的中央控制”,这些单位“在不依赖任何特定个体的情况下进行合作”。

  报道称,机器人也能躲避障碍和推开物体。在对最多10万个单位进行的模拟中,即使有20%的单位停止运转,集群的行进速度仍可达到最高速度的一半。

  并未参与这项研究的东京大学工程学教授浅间一说,这种技术有望作为一个集群应用于搜索、收集和传递信息以及运输(物体)等任务,但在实际应用前仍有许多问题需要解决,包括适应任务、环境和机器人自身状态变化的能力。

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