您使用的是較舊的瀏覽器版本。若要獲得最佳 MSN 體驗,請使用支援的版本

合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人

T客邦 標誌 T客邦 2017/9/19 36氪

該抱團時就抱團,想分開時就分開,這就是比利時布魯塞爾自由大學的 Marco Dorigo 和他的團隊設計出的變形機器人可以做的事情。

這款機器人可以通過拆分與合併小的模組來調整自身的形狀和尺寸,形成全新的獨立機器人實體,未來根據任務和環境要求自主選擇合適的形態什麼的就很簡單了。

合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人 © 由 T客邦 提供 合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人 機器人模塊合併

實際上除了遊戲與電影,變形機器人在科學研究中也已經不是一個新鮮話題了。機器人變形要麼是透過一個中央「神經系統」來控制其他機器人單元,但可能拓展能力有限;要麼是每個機器人單元自行運作,在有限的範圍內用固定線路進行連接。基於這樣的現狀,研究人員開發了這個擁有「可合併神經系統」(mergeable nervous system,簡稱 MNS)的機器人。

「機器人在呈現高度靈活的形態方面擁有很大的潛力。通過採用模組化方法,具有不同能力、形狀和尺寸的機器人理論上可以根據任務或環境需要來重新構建和配置自己。」

那這個模組化的方法是什麼呢?

MNS 機器人由一個或多個透過機器人神經系統連接的機器人單元(robotic units)組成,其中負責發出合併拆分命令的叫做「大腦單元」(the brain unit),它很像我們身體裡的神經系統。「大腦單元」通過連接 Wi-Fi 收集來自其他機器人單元的資料來決定如何行動。

例如,如果感測器感應到外部有 LED 燈光刺激的話,被識別用作「大腦單元」的機器人會向其他機器人單元發出合併或者拆分的執行指令,然後它們將進行坐標轉換來協調空間。如果信息傳遞有延遲,執行器不會在機器人單元剛接收到指令時就立即執行,而是等指令傳遞到所有單元之後再統一行動。

而當 MNS 機器人拆分成多個機器人模組時,每個模組都具備成為全新獨立機器人實體的「大腦單元」所需的全部知識。一個需要解決的問題就是我們該如何識別用作「大腦單元」的那個機器人?文章解釋說,由於「可融合神經系統」被設計成了樹形結構,所以機器人中的根單元總能被明確地識別並用作「大腦單元」。

機器人的每次合併和拆分都伴隨著系統內部對「大腦單元」變化信息的及時更新,整個過程不會太耗時。

合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人 © 由 T客邦 提供 合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人 合併過程中有兩次機器人形狀的信息更新:先是B,然後是A。

「這個『可合併神經系統』是很靈活的,它可以根據需要控制新機器人的數量,以便擴大或縮小機器人最後的尺寸」,Dorigo 在寫給科技網站 Verge 的一封電子郵件中說:「機器人甚至可以通過刪除不起作用的單元來『治癒』自己。」

為了展示 MNS 機器人的自我修復能力,研究團隊為八個機器人單元提前設計了行為規則,以便它們自動組裝成一個Y形的 MNS 機器人。第一次實驗,研究人員設置了一個有故障的「大腦單元」。其他機器人單元在檢測到其有故障時先彼此進行了拆分,從而創建了三個新的獨立的 MNS 機器人,這時候每個機器人都有自己的大腦單元。接著三個新機器人相互合併,最終形成一個較大的Y形機器人。

第二次實驗,研究人員設置了一個有故障的機器人單元。這種情況下,包含故障單元的部分與 MNS 機器人分離,並在隨後招募了兩個新的機器人單元以恢復原來的樣子。

合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人 © 由 T客邦 提供 合併、拆分甚至自我修復都不是問題,這是一個精通七十二變的機器人

Dorigo 團隊表示,目前研究存在的主要侷限是仍然需要對所有的機器人進行程序化控制,只有這樣才能準確地告訴它們該如何合併。團隊下一步要做的就是讓每個機器人單元進行自主學習。他們還計畫將「可合併神經系統」的概念擴展到可重新組合的模組化機器人,使其能在3D空間裡運作,並且具備更高的柔性和適應性。

「我們的願景是機器人未來將不再為特定的任務而設計。相反,我們將設計可組合的機器人單元,使機器人靈活自主地調整能力、形狀和尺寸,以適應不斷變化的任務要求。」

或許有一天,這種方法真的可以創造出無縫連接的機器人,幫我們移動物體、組裝家具,並確保無需人類再次動手。這也意味著我們又少了很多件需要花費體力去做的事情,人類果真在懶惰的路上越走越遠了。

該論文12日發表在國際知名科學週刊《自然》雜誌(Nature)上,感興趣的朋友可以看這裡瞭解更多的細節。

  • 本文授權轉載自:36kr(36氪)
加入T客邦Facebook粉絲團

更多來自 T客邦 的內容

image beaconimage beaconimage beacon