检验密集恐惧症的时候到了!机器人扎堆了就逆天

不知有多少人和小编一样,小时候蹲在地上看蚂蚁搬家一看就是一下午。看着蚂蚁那弱小的身躯搬起比自己大十几倍的食物,或者一大群蚂蚁搬起比它们单个个体大几百倍甚至几千倍的食物会有一种非常震撼的感觉。或者看着两只蚂蚁见面之后,纷纷碰碰触角像是在传递什么密码,然后就又分头去干自己的事去了,也是相当神奇的。

可能蚂蚁不仅吸引了咱们中国的小朋友,它在国际上也是相当有影响力的。不少科学家从蚁群那得到灵感开发出了集群机器人。其实对于集群机器人大家可能并不陌生,超能陆战队里男主角宏发明的微型机器人便是集群机器人,这款微型机器人可以根据人的意识自由组合成不同的形态。但这终归是电影,现实生活中的集群机器人是什么样的呢?

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kilobot机器人

这款硬币大小的机器人是由哈佛科学家Radhika Nagpal团队研发出来的,Radhika Nagpal更是凭借这款机器人入选英国《自然》2014年度十人。想比动辄几千几万的机器人,这款机器人相当廉价(仅有14美金),而且这款机器人的研发团队已经做到了同时控制1024个机器人,它对于集群机器人的研究具有深远意义。下面的动图就是这款机器人排列组合出来的预设图形。

那么问题来了,这些机器人人呢是怎样移动的?他们之间信息传递靠什么?是何等强大的计算机程序能同时控制着1024个机器?其实,问题可能并没有我们想象的那样复杂,就让小编带大家一步步分析一下吧。

A、震动电机 B、3.7V电池 C、机器人指甲 D、红外接收与发射器 E、REB灯 F、充电销 G、环境光传感器

这款机器人通过震动电机来完成行走,通过红外传感器来接收主控台的信息和机器人之间的沟通,当两个机器人之间的距离不超过10cm时,它们能够彼此通过红外进行交流。(是不是感觉和蚂蚁对话有点相似呢?)

那么,它们是怎样完成那些看似复杂的控制呢?

跟踪边缘,机器人可以通过测量到边缘机器人的距离沿着群组的边缘进行移动。

梯度阵列,初始机器人生成一个带有梯度值的信息随着在群组中传递而递增,让每个机器人都知道与初始机器人之间的距离。

定位,机器人可以通过和邻居通信以及测量和它之间的距离来组建一个本地定位系统。这是最重要的环节,机器人之间可以通过检测红外光的强度来测量机器人间的距离,但是他们并不确定光是从哪里过来的。因此他们就需要用到定位。通过一个初始种子机器人组来定位系统的原点,随后的机器人便可以通过已经定位好的机器人红外光强度来进行定位了。

可以这样说,在一千个群组机器人中,单个机器人的重要性几乎降低到零。即使某个机器人可能会出现故障,但是由于机器人的数量庞大,机器人组的集体行动趋势并没有改变,因此也不会造成任何影响。当机器人组建图案时:在种子机器人的协助定位下,机器人围绕组群的边缘移动一直到检测到已经进入图形区域中。然后,每个机器人继续沿着形状边缘移动一直到检测到即将走出形状或者碰到前面的机器人。

目前来说,这款机器人只是在平面上的图形组件,但也不排除某一天它能实现立体组建,如同超能陆战队中,由这种微型机器人组建出更加庞大的机器人。

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BionicANT

如果说kilobot是经济适用型集群机器人,那上图这款BionicANT便是集群机器人乃至仿生机器人界的高富帅了。BionicANT是由擅长制造各种高大上仿生机器人的德国自动化公司Festo研发的。它的设计几乎百分百实现了对蚂蚁的仿制,不仅可以用6条腿实现全方位的移动,还可以通过头部的钳子来拖拽物件,并且还能同其他机器人协同作业搬运重物,就连它头上的触角也不是摆设,它可以通过接触充电柱进行充电。

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mab

mab是一款清洁机器人,它的设计灵感来自另一种集群动物--蜜蜂采集花粉。它在运作时可以释放908个可以飞行的微型机器人,精细到清洁地板上每一粒灰尘。

微型机器人的动力源来自它的太阳能翅膀,并且可以自动扫描家居空间,分区域进行定时定点的工作。

那个圆形的打球是微型机器人的停靠站和清洁剂供应站,可以自行滚动到需要清洁的区域。并且这个系统可以连接到家里的网络,屋主可以通过手机和电脑对它发布命令。

虽然这款机器人与清洁相关,但是小编还是无法想象当我坐在家中看书时,有成百上千的这样的机器人在空中飞,感觉像是外星人入侵似的。

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