試想在不給任何藍(lán)圖的情況下告訴機(jī)器人為你建造一座有5間臥室的房子。

       現(xiàn)在，科學(xué)家們?cè)?月14日出版的《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們制造了能夠這樣做——即在沒(méi)有總體計(jì)劃的情況下進(jìn)行建造工作——的小型機(jī)器人，而白蟻則是他們靈感的來(lái)源。

本研究的主要作者Justin Werfel是馬薩諸塞州坎布里奇 Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering的研究人員，他說(shuō)：“我們整個(gè)的研究課題都受到了白蟻的啟發(fā)。當(dāng)我們了解到這些小昆蟲(chóng)能夠建造不可思議的東西時(shí)，我們說(shuō)：這太好了。但是，我們要如何制造這些機(jī)器人并給其編制程序，從而讓其以類(lèi)似的方式工作并建造出人類(lèi)想要的東西呢？”

人需要有一個(gè)高級(jí)的藍(lán)圖來(lái)建造某些復(fù)雜的東西，與人類(lèi)不同，白蟻無(wú)需一個(gè)詳細(xì)的方案就能建造比它們體型大數(shù)百倍的復(fù)雜土墩。相反，它們會(huì)從相互間以及從其環(huán)境中獲得提示，從而知道它們應(yīng)把下一個(gè)土塊放在哪里，并最終知道如何建造一個(gè)適合于它們環(huán)境的結(jié)構(gòu)。

以這種方法來(lái)使用局部信息被稱(chēng)作共識(shí)主動(dòng)性。Justin Werfel及其同事利用共識(shí)主動(dòng)性來(lái)設(shè)計(jì)顯示白蟻行為的演算法，并接著將這些演算法用在了他們的機(jī)器人身上。

他們的機(jī)器人只需要擁有覺(jué)察到附近有塊磚或有一個(gè)機(jī)器人的能力就能決定自己下一步的行動(dòng)。它們?cè)谂鋫淞藗鞲衅骱罂裳刂粋€(gè)柵格移動(dòng)，提起并放置磚塊。如果他們覺(jué)察到其通道上有一塊磚，它們就會(huì)攜帶其負(fù)荷移至下一個(gè)空位。

它們是在沒(méi)有詳細(xì)的規(guī)劃或中央通訊的情況完成這些工作的；而為這些機(jī)器人所設(shè)的程序只是若個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則。

Werfel解釋說(shuō)：“有兩種類(lèi)型的規(guī)則。一類(lèi)是在這些機(jī)器人建造任何結(jié)構(gòu)時(shí)都遵循的相同的規(guī)則，另一類(lèi)是與該特殊構(gòu)造相對(duì)應(yīng)的‘交通法’。這些[交通法]會(huì)告訴位于任何位置的機(jī)器人接下來(lái)有哪些位置可允許它們前往：在任何2個(gè)相鄰的位置只能有朝著一個(gè)方向流動(dòng)的交通，它能讓機(jī)器人及建筑材料保持通過(guò)該構(gòu)造的流動(dòng)性。”

Werfel進(jìn)一步解釋了為什么機(jī)器人不會(huì)隨便找個(gè)地方放置磚塊。他說(shuō)：“如果它們是在草率地進(jìn)行建造工作，那么對(duì)它們來(lái)說(shuō)在其被卡住的地方進(jìn)行建造工作將是輕而易舉的。安全性的檢查要求一個(gè)機(jī)器人觀察在其周?chē)o鄰的各個(gè)地點(diǎn)，關(guān)注磚塊已經(jīng)被放置的位置以及其它應(yīng)該放置磚塊的地方，并確保滿足位于局部的某些條件。”

盡管每個(gè)機(jī)器人僅“知道”簡(jiǎn)單的規(guī)則--如在何時(shí)放下一塊磚，轉(zhuǎn)身或向更高處攀登一步 -- 但綜合來(lái)看，這些機(jī)器人展現(xiàn)了智能的行為，完成了用戶(hù)定義的結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵的是，它是由獨(dú)特的用戶(hù)定義的結(jié)構(gòu)來(lái)決定機(jī)器人需要遵循的規(guī)則。換言之，是簡(jiǎn)單的規(guī)則指導(dǎo)著設(shè)計(jì)的過(guò)程，而不是受到人類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目所需的高層次的計(jì)劃和規(guī)劃所指導(dǎo)的。

像這樣的獨(dú)立且具有分散性控制的機(jī)器人有眾多的優(yōu)點(diǎn)。Werfel解釋說(shuō)：“個(gè)別的機(jī)器人可能會(huì)出毛病，但其余的機(jī)器人可繼續(xù)運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橛幸惶庩P(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)了故障而癱瘓。”

這樣的系統(tǒng)也具可縮放性。“如果要從事更大規(guī)模的工作，人們只需要增加更多的機(jī)器人（甚至在工作進(jìn)行中）而無(wú)需對(duì)它們的編程進(jìn)行改動(dòng)。”相反，具有中央控制器的機(jī)器人系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生瓶頸，就其在有新的機(jī)器人進(jìn)場(chǎng)時(shí)能夠進(jìn)行多少的協(xié)調(diào)而言，它會(huì)有局限性。

Werfel說(shuō)：“對(duì)像這一機(jī)器人研制組來(lái)說(shuō)，一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的愿景是構(gòu)建為人類(lèi)所用的實(shí)體大小規(guī)模的建筑，也許它尤其能在人類(lèi)難以工作或工作時(shí)有危險(xiǎn)的的環(huán)境中（如在地震后建造庇護(hù)場(chǎng)所或在水下或在其它星球上建造棲息場(chǎng)所）被派上用場(chǎng)。盡管這可能還有很長(zhǎng)的路要走，但較短時(shí)間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的可能是像用沙袋來(lái)修建防洪堤這樣的工作。”