該抱團(tuán)時就抱團(tuán),想分開時就分開,這就是比利時布魯塞爾自由大學(xué)的Marco Dorigo和他的團(tuán)隊設(shè)計出的變形機(jī)器人可以做的事情。
這款機(jī)器人可以通過拆分與合并小的模塊來調(diào)整自身的形狀和尺寸,形成全新的獨立機(jī)器人實體,未來根據(jù)任務(wù)和環(huán)境要求自主選擇合適的形態(tài)什么的就很簡單了。
機(jī)器人模塊合并
實際上除了游戲與電影,變形機(jī)器人在科學(xué)研究中也已經(jīng)不是一個新鮮話題了。機(jī)器人變形要么是通過一個中央“神經(jīng)系統(tǒng)”來控制其他機(jī)器人單元,但可能拓展能力有限;要么是每個機(jī)器人單元自行運(yùn)作,在有限的范圍內(nèi)用固定線路進(jìn)行物理連接?;谶@樣的現(xiàn)狀,研究人員開發(fā)了這個擁有“可合并神經(jīng)系統(tǒng)”(mergeable nervous system,簡稱 MNS)的機(jī)器人。
“機(jī)器人在呈現(xiàn)高度靈活的形態(tài)方面擁有很大的潛力。通過采用模塊化方法,具有不同能力、形狀和尺寸的機(jī)器人理論上可以根據(jù)任務(wù)或環(huán)境需要來重新構(gòu)建和配置自己?!?/P>
那這個模塊化的方法是什么呢?
MNS機(jī)器人由一個或多個通過機(jī)器人神經(jīng)系統(tǒng)連接的機(jī)器人單元(robotic units)組成,其中負(fù)責(zé)發(fā)出合并拆分命令的叫做“大腦單元”(the brain unit),它很像我們身體里的神經(jīng)系統(tǒng)。“大腦單元”通過連接Wi-Fi收集來自其他機(jī)器人單元的數(shù)據(jù)來決定如何行動。
例如,如果傳感器感應(yīng)到外部有LED燈光刺激的話,被識別用作“大腦單元”的機(jī)器人會向其他機(jī)器人單元發(fā)出合并或者拆分的執(zhí)行指令,然后它們將進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來協(xié)調(diào)空間。如果信息傳遞有延遲,執(zhí)行器不會在機(jī)器人單元剛接收到指令時就立即執(zhí)行,而是等指令傳遞到所有單元之后再統(tǒng)一行動。
而當(dāng)MNS機(jī)器人拆分成多個機(jī)器人模塊時,每個模塊都具備成為全新獨立機(jī)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(jī)器人?文章解釋說,由于“可融合神經(jīng)系統(tǒng)”被設(shè)計成了樹形結(jié)構(gòu),所以機(jī)器人中的根單元總能被明確地識別并用作“大腦單元”。
機(jī)器人的每次合并和拆分都伴隨著系統(tǒng)內(nèi)部對“大腦單元”變化信息的及時更新,整個過程不會太耗時。
合并過程中有兩次機(jī)器人形狀的信息更新:先是B,然后是A。
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