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網訊:一千個機器人在不需要人為控制或是中央控制系統的操作下,可以自主排列組合成各種復雜的形狀,星星、扳手和字母“K”等。
看到1000個機器人在非人為操作的情況下有序移動時,確實令人感到不可思議。據Science雜志上發表的一項新研究顯示,研究人員已經能實現這一設想:在不需要人工控制或中央控制系統的情況下,1000個機器人組成的這一集群能自我排列組合成各種復雜的形狀。
我們在自然界中也能看到一些此類現象———從無序分子形成規則晶體、細胞形成組織,到螞蟻用身體筑筏浮于水面、鳥群隊列飛行以避免成為獵物等。這些現象呈現出的復雜表現形式都是通過數以千計,百萬計甚至億萬計有局限性和不穩定的單個元素或個體之間的互動來完成的。
這類自我組織系統具有一些有趣的特性。首先,它們是分散的-也就是說,它們不需要一個中央大腦或領導者。其次,他們是可擴展的-這樣你就可以疊加大量的個體。第三,他們很穩健——不穩定的個體也不會破壞整個系統。
通過自然界自我組織現象的啟發,哈佛大學研究人員Radhika Nagpal,Michael Rubenstein和Alex Cornejo研制出一個由1024個機器人組成的集群。這個千人機器群組可形成復雜的二維圖像,包括星星、扳手和字母“K”。
這一現象特殊的地方在于:在此千人機器群組出現之前,大多機器集群的組成個數不超過100個。
在設計千人機器集群時,第一個挑戰是如何建立一個成本可承受、易于使用的大型機器人集群。這需要徹底重新思考如何設計機器人。要實現這一目的主要約束是機器人功能的有限性。