工程学突破!仿生物细胞群体机器人问世
2019-09-04
中国计算机报 2019年27期
美国科学家团队研发了一种能模拟生物细胞集体迁移的机器人,可实现移动、搬运物体及向光刺激移动。该研究为开发具有预先确定性行为的大规模群体机器人系统提供了全新途径,且比已诞生的传统机器人和仿生系统具有更高的可扩展性。
经过设计的模块化或群机器人系统需要集中控制,过于复杂的设计限制了机器人系统的能力和可扩展性。
鉴于此,美国哥伦比亚大学科学家霍德·利普森及其同事设计的一款极简系统,可以减少这些限制。这种机器人由简单的盘状“粒子”组成,相比复杂的机器人,这些机器人的制造更为简单,也易于形成规模。
单个机器人“粒子”并不能移動,只能像相机光圈那样伸缩;但当它们松散聚集在一起后,程序就能让它们对单梯度信号(如光线)作出响应,并按照偏移模式振荡,集体朝着刺激源移动。
测试中,研究人员用25个物理机器人“粒子”展示了移动、搬运物体以及向光刺激移动的行为,并用10万个“粒子”的模拟实验表明了该系统可扩展性。
此外,模拟预测在20%粒子失效的情况下,系统仍能继续运动。