研究人员利用随机性来使机器人实现更复杂的目标

IEEE电气电子工程师学会 2019-10-18 22:23

点击

上方“IEEE电气电子工程师学会”即可订阅公众号。网罗全球科技前沿动态,为科研创业打开脑洞。



群体机器人背后的理念是利用一大堆简单、便宜、可替换的机器人来代替单一、昂贵、易损坏的单任务机器人,这些机器人可以协同工作来完成同样的任务。不幸的是,如果你想让这些群体机器人做你想让其做的事情,那么它们最终都就需要各自进行计算且相互之间进行通信。


另一种不同的方法是使用一组更加便宜的机器人,但这些机器人相对并不那么智能。事实上,如果你能依靠他们的身体特征来驱动他们,他们可能根本不需要有多智能。这些群体机器人是“随机”的,意思是它们的运动是随机决定的,但如果你细心设计,它们仍然可以照做特定的事情。


佐治亚理工大学开发出了一些称为“smarticles”的小型群体机器人,单独来看它们似乎本身做不了什么,但一旦你把它们组合成一团,它们的随机性就可以赋予整个群体完成某些任务的能力。


老实说,称这些粒子机器人聪明可能有些言过其实了,因为它们实际上可能有点“笨”,严格来说,它们单纯依靠自身力量完成任务的能力几乎为0。据悉,该智能粒子单个重量为35克,由一些附加在服务器上的3D打印的小片状碎片,一个Arduino Pro Mini,一个电池以及一个光或声音传感器组成。当它的小碎片被激活时,每个智能粒子都可以稍作移动;但是单独一个智能粒子大概率只是在一个正方形中移动,然后随着时间的推移逐渐发生随机漂移。


当你把一堆smarticle放到一个受限制的区域时,情况会发生变化。一小部分(五个或十个)智能粒子集中在一起形成一个“超智能粒子”。除了彼此非常接近之外,智能粒子相互之间并不会产生通信,就每个智能粒子而言,它们是独立的,但神奇的是,它们中的一部分可以在没有产生联系的情况下协同工作。


事实证明,人们可以对此行为进行建模,并以足够的保真度控制超智能粒子来通过迷宫。严格来说,虽然这些smarticle并不是那么小,但研究人员的初衷是开发相关技术,当机器人按比例缩小到我们无法在其内部塞进计算设备的程度时,这些智能控制技术仍然会起作用。


研究人员还在研究其他一些概念,比如:


上图中,佐治亚理工的研究人员设想了随机机器人群,它们没有完好定义的形状或轮廓,却能够利用整体水平的行为、产生集体运动,从而实现自我推进。研究人员解释,正如在生物集体中所观察到的那样,在这样一个群体机器人中,可能实现复杂的目标。



点击

阅读原文

了解更多详情


IEEE电气电子工程师学会 IEEE是全球最大的专业技术协会之一,一直致力于推动电气电子技术在理论方面的发展和应用方面的进步。IEEE在全球160多个国家有超过四十万名会员。
评论
热门推荐
相关推荐
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦