超级群体智能粒子说不定是“未来战士”

近日，佐治亚理工学院和西北大学的研究人员在《科学·机器人》杂志发表了关于美国陆军在新型机器人开发方面研究的新成果——用智能粒子制造群体机器人。

传统的3D打印的智能粒子功能较为单一，但5个装有电池的智能粒子被研究员装入圆形瓶子后，通过简易的传感器设备，这些智能粒子开始相互交互和推动，若为这些粒子添加光源后，它能在迷宫中穿行，随机移动，简直像超级战士。

群体智能粒子：会变形

美国陆军研究办公室复杂动力学与系统项目负责人Sam Stanton认为，这项成果有望使机器人系统可以根据任务需要改变它们的形状、模式和功能。他举例说：“正如陆军机动功能概念中设想的那样，在未来，当群体机器人遭遇横亘在面前的河流时，它会自动变形为能跨越鸿沟的结构。”

群体智能粒子：可移动

智能粒子在找到集体后，通过群体力量，可进行随机移动。这是单个粒子不具备的能力。Goldman说：“尽管单个机器人无法独立运动，但由多个机器人组成的群体却能够移动和收缩。超级智能粒子机器人甚至可以随机移动。”同时，智能粒子具备感知和计算的能力。

如果其中一个智能因电池耗尽而停止移动，其余智能粒子就会朝着停滞的粒子的方向移动。此外，研究人员还为其添加光感传感器：当一束强光照射到某个粒子时，群体粒子就会停止舞动。

Goldman说：“通过调整光线的角度，你可以让处于静止状态的机器人发动起来。整个系统能够以非常基本的随机方式进行操控，无需复杂的编程。”

群体智能粒子：可控性

佐治亚理工学院物理学院教授、项目研究首席Dan Goldman说：“这些都是非常初级的机器人。它们的行为受到力学和物理学定律的限制。我们不打算将复杂的控制器、传感器和计算模型都一股脑塞给它们。随着机器人的不断小型化，传统控制需要的计算和传感水平不再适用，科学家们不得不考虑‘回归初心’，用力学和物理学原理来控制它们。”

群体智能粒子：群体性

研究人员Nick Gravish发现，将U型钉倒入可拆卸容器中并拆除容器外壁后，U型钉群体结构还能独立存在。虽然摇晃钉塔最终导致了结构的倒塌，但这一结果让Gravish认识到，机械物体简单缠绕形成的结构的能力远超单个部件的性能。Stanton说：“Goldman等的发现不仅对未来机器人群体的工程应急行为至关重要，还使我们对其系统性能、响应能力和适应性等有了新的认识。”

超级群体智能粒子的未来

不久后，Goldman等准备利用超级群体智能粒子的简单传感和移动功能，设计更复杂的互动。他说：“工程师们一直对制造群体机器人很感兴趣。粒子机器人可以根据需求进行重新配置，进而满足特定需求。”研究人员预测，粒子机器人组成的群体机器人系统可以用于增强小型部队在城市、森林、洞穴或其他崎岖地形等环境中的态势感知和指挥能力，说不定会成为“未来战士”。

期刊来源：《科学·机器人》

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