近日，美国陆军在新型机械人斥地方面取得了新进展——用智能粒子制造群体机械人。佐治亚理工学院和西北大学的研究人员在《科学·机械人》杂志揭橥了他们的研究究竟。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，这项功效有望使机械人系统能够凭据义务需要改变它们的外形、模式和功能。他举例说：“正如陆军灵活功能概念中设想的那样，在将来，当群体机械人遭遇绵亘在眼前的河流时，它会主动变形为能跨越鸿沟的构造。”
3D打印的智能粒子只能做一件事：挥舞双臂。然则当研究人员将5个智能粒子封装到圈型构造中时，它们起头发生互相鞭策感化，进而形成“超等智能粒子”主动物理系统，该系统不光能够自行移动，在为其添加光学或声学传感器后，它甚至能在迷宫中穿行。
将小型机械人革新为群体机械人，行使个别连系所发生的群体能力，能够增加小型机械人的机械掌握性。佐治亚理工学院物理学院传授、项目研究首席Dan Goldman说：“这些都是非常初级的机械人。它们的行为受到力学和物理学定律的限制。我们不筹算将复杂的掌握器、传感器和较量模型都一股脑塞给它们。跟着机械人的络续小型化，传统掌握需要的较量和传感水平不再适用，科学家们不得不考虑‘回来初心’，用力学和物理学道理来掌握它们。”
Goldman等的研究灵感来自于对建筑对象的研究。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型钉群体构造还能自力存在。固然摇动钉塔最终导致了却构的坍毁，但这一究竟让Gravish熟悉到，机械物体简洁环绕形成的构造的能力远超单个部件的机能。Stanton说：“Goldman等的发现不光对将来机械人群体的工程应急行为至关主要，还使我们对其系统机能、响应能力和适应性等有了新的熟悉。”
研究人员使用3D打印机制造了由电池驱动的智能粒子。智能粒子装有马达和简洁传感器，并具有有限的较量能力。它们只有在与其他设备发生交互时才能改变位置。Goldman说：“尽管单个机械人无法自力活动，但由多个机械人构成的群体却可以移动和收缩。超等智能粒子机械人甚至能够随机移动。”
研究人员注重到，若是一个小机械人因电池耗尽而住手移动，其余智能机械人就会朝着阻滞的机械人的偏向移动。研究人员还经由为机械人添加照片传感器掌握了其动作：当一束强光照射到某个单体机械人时，群体机械人就会住手舞动。Goldman说：“经由调整光线的角度，你能够让处于静止状况的机械人动员起来。整个系统可以以非常根基的随机体式进行操控，无需复杂的编程。”
接下来，Goldman等预备行使粒子机械人的简洁传感和移动功能，设计更复杂的互动。他说：“工程师们一向对制造群体机械人很感乐趣。粒子机械人能够凭据需求进行从新设置，进而知足特定需求。”研究人员展望，粒子机械人构成的群体机械人系统能够用于增加小型军队在城市、丛林、窟窿或其他坎坷地形等情况中的态势感知和批示能力。
原创编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：张梦
