经过设计的模块化或群机器人系统,虽然可以模拟生物学行为,如自组装、修复和搬运,但大部分系统需要集中控制,或在设计上过于复杂而限制了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徳·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”并不能移动,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。而在传统机器人系统中,单个个体的缺失经常会导致整个系统失效。德国马克斯·普朗克智能系统研究所科学家评价认为,这种全新机器人具有传统机器人系统所没有的可扩展控制和鲁棒性——这是一种抗干扰能力参数,也是在异常和危险情况下系统生存的关键。