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这个机器人身材虽小门道可不小!

2021-04-30  来自: 前瞻网 浏览次数:251

这个机器人身材虽小门道可不小!



接触过小孩子的人都知道,想要让一个孩子听话已经很困难了,同时控制多个孩子几乎是不可能的。我国曾用无人机实现的空中拼字、拼图表演是经过了复杂精细的算法反复调试,才能呈现出终让人大呼惊艳的交互作用。但是,对于一些构造简单、不一致,并且无法进行复杂编程的机器人时,大家还能用它来做点什么吗?

由佐治亚理工学院的高级计算教授Dana RandallDunn家庭物理学教授Daniel Goldman领导的一组研究人员试图证明,即使简单的机器人仍然可以完成远远超出一个,甚至多个机器人能力的任务。这种被团队称为“BOBbots(本质上只能算是移动的粒子)的机器人完成这些任务的表现超出了他们的希望,甚至在去除掉所有传感器、通信、内存和计算的情况下同样成功地仅借助机器人的物理特征完成了一组任务。研究团队将这一特征称为“任务体现”(Task embodiment)。该研究于423日发布在《科学进展》期刊上。

Randall教授说明说,该团队的BOBbot(行为b,组织o,嗡嗡作响的b,机器人botBOBbots)以粒状物理学先驱Bob Behringer的名字命名,“可以说是笨得不能再笨了”。该实验平台由佐治亚理工大学物理系学生李胜凯(音译,Shengkai Li)领导的精1确计算机模拟技术所补充,以方便在实验室有限的环境中进行补充研究。

尽管BOBbot很简单,但研究人员发现,当机器人相互移动并撞击时,“紧凑的聚集体形式能够共同清除难以独自移动的沉重碎片”。“尽管大多数人制造越来越复杂和昂贵的机器人来保证协调,但大家希翼看到使用非常简单的机器人可以完成哪些复杂的任务。”

受在棋盘上运动的粒子理论模型的启发,研究团队开发了一种称为自组织粒子系统的理论抽象,以严格研究BOBbot的数学模型。利用概率论,统计物理学和随机算法的思想,研究人员能够证明理论模型会随着磁相互作用的增加而发生相变——在大型紧凑的簇中突然从分散变为聚集,类似于大家在常见的日常系统中看到的水和冰的相变。

Randall教授表示,“严格的分析不仅向大家展示了如何构建BOBbot,而且还揭示了大家算法内在的鲁棒性,能够在部分机器人出现了故障或无法预测的情况下也能进行任务。”

随着机器人算法的越来越精细复杂,算法出错的概率也逐渐增大。在可预见的未来,人类和机器人必然是紧密合作,机器人可以承担的任务也将会越来越多,对于机器人故障的后备方案就显得至关重要了。这项研究的发现表示了尽管机器人出错,也可以通过团队协作来处理一些日常事务。这在机器人的可靠性方面给予了大家更多的信心。






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