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机器人做千人团体操 机器人学习蚂蚁协同工作

作者:admin | 分类:视觉资讯 | 标签:人工智能 机器人 

 

  • 图片说明:按命令分别组成字母K、星星和扳手形状



  • 图片说明:机器人kilobots组成矩形,准备投入工作



机器人做千人团体操

  如果有1000个机器人,要为它们充电,该怎么办?一一插入各自的插座,好像挺麻烦的。有什么简单的方法吗?

  美国哈佛大学的工程师迈克·鲁宾斯坦等人发明了一种直径只有25美分硬币的小机器人,长着3条金属细腿,头顶伸出金属弹簧。需要充电时,鲁宾斯坦用长棍把它们拨过来,连到长长的充电架。只要弹簧和2条腿触架,立即开始充电。

  他们将小机器人称为kilobots(Kilo是千的意思)。哈佛团队从3年多前就着手研制简单、廉价的机器人,概念是许多台这样的机器可以组成一个群,协同工作。他们考虑的问题中就包括如何一次为许多小机器人充电。

  工程师们改进了硬件,针对性地编写软件,实现了1024台小机器人同时接收操作者发出的单一命令后,机器人群集体响应,开始移位,形成命令所要求的形状并固定。附图一为kilobots设置成长方形阵,准备服务;图二为接到命令后分别自己组装成字母K、星星和扳手形状。

  kilobots的位置变动都发生在集合的边缘区域,它们像一群蜜蜂样“舞蹈”变位,需要12小时才能组成目标形状。这似乎还远离实际应用,但一点也不贬低鲁宾斯坦和他团队的成就。美国西北大学研究协同机器人的工程师凯文·林奇认为,这确实是别人没能企及的前沿成就。这是首次有人能直接将成千可编程机器人连在一起,以前的努力是指挥大约100个小机器人。

  未来的合作机器人系统能做什么?林奇举例说,发送单一命令,让一组无人机在倒塌街区中搜寻幸存者。无人机们可能同时进入,然后用自己的算法根据环境确定什么时候分散,它们检查不同的房间,每台都知道哪些房间已检查过。哈佛的研究是机器人研究领域的一个热点,比较流行的叫法是“群机器人”。群机器人对操作者发出的一组命令作出初步响应;而以后,小机器人的基本算法能决定各自应如何行动,一起完成大的任务。结果是以最小人力实现机器人的最大效率。

  建立这样的系统面临的挑战是:每个机器人的复杂程度受限,因为必须足够便宜,即使数百数千台,让人也买得起。拿kilobots来说,零件成本约14美元。只配一个红外传感器,计算自己与邻近同伴间的距离。这就是为什么机器人始终粘在群的边缘移动,因为一旦走远,它们就是瞎子,“看”不到周围环境,不能计算出自己的位置。

  群机器人还必须借助自己的简单功能,协同实现更复杂、更大的任务。鲁宾斯坦说研究工作有个重要组成部分,就是为那些kilobots确定规则,包括应对故障(如机器人动力中断),实现协同工作等。

  太空项目策划者对这种群机器人的概念特别感兴趣。他们可以将较大的卫星部件以零件的形式释放到轨道,让零件们组装自己(这一点像组装式家具,只是在太空组装)。要知道,将较小零件送入太空,比发射大部件容易些,也比较便宜。鲁宾斯坦和同事的工作发表在《科学》杂志。 凌启渝

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