這款機(jī)器人可以通過(guò)拆分與合并小的模塊來(lái)調(diào)整自身的形狀和尺寸，形成全新的獨(dú)立機(jī)器人實(shí)體，未來(lái)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(jiǎn)單了。

　　機(jī)器人模塊合并

 

　　實(shí)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(gè)新鮮話題了。機(jī)器人變形要么是通過(guò)一個(gè)中央“神經(jīng)系統(tǒng)”來(lái)控制其他機(jī)器人單元，但可能拓展能力有限；要么是每個(gè)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(kāi)發(fā)了這個(gè)擁有“可合并神經(jīng)系統(tǒng)”（mergeable nervous system，簡(jiǎn)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(guò)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(lái)重新構(gòu)建和配置自己。”

 

　　那這個(gè)模塊化的方法是什么呢？

 

　　MNS機(jī)器人由一個(gè)或多個(gè)通過(guò)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(guò)連接Wi-Fi收集來(lái)自其他機(jī)器人單元的數(shù)據(jù)來(lái)決定如何行動(dòng)。

 

　　例如，如果傳感器感應(yīng)到外部有LED燈光刺激的話，被識(shí)別用作“大腦單元”的機(jī)器人會(huì)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(lái)協(xié)調(diào)空間。如果信息傳遞有延遲，執(zhí)行器不會(huì)在機(jī)器人單元?jiǎng)偨邮盏街噶顣r(shí)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(dòng)。

 

　　而當(dāng)MNS機(jī)器人拆分成多個(gè)機(jī)器人模塊時(shí)，每個(gè)模塊都具備成為全新獨(dú)立機(jī)器人實(shí)體的“大腦單元”所需的全部知識(shí)。一個(gè)需要解決的問(wèn)題就是我們?cè)撊绾巫R(shí)別用作“大腦單元”的那個(gè)機(jī)器人？文章解釋說(shuō)，由于“可融合神經(jīng)系統(tǒng)”被設(shè)計(jì)成了樹(shù)形結(jié)構(gòu)，所以機(jī)器人中的根單元總能被明確地識(shí)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(duì)“大腦單元”變化信息的及時(shí)更新，整個(gè)過(guò)程不會(huì)太耗時(shí)。

　　合并過(guò)程中有兩次機(jī)器人形狀的信息更新：先是B，然后是A。

 

　　“這個(gè)‘可合并神經(jīng)系統(tǒng)’是很靈活的，它可以根據(jù)需要控制新機(jī)器人的數(shù)量，以便擴(kuò)大或縮小機(jī)器人最后的尺寸”，Dorigo在寫(xiě)給科技網(wǎng)站Verge的一封電子郵件中說(shuō)：“機(jī)器人甚至可以通過(guò)刪除不起作用的單元來(lái)‘治愈’自己。”

 

　　為了展示MNS機(jī)器人的自我修復(fù)能力，研究團(tuán)隊(duì)為八個(gè)機(jī)器人單元提前設(shè)計(jì)了行為規(guī)則，以便它們自動(dòng)組裝成一個(gè)Y形的MNS機(jī)器人。第一次實(shí)驗(yàn)，研究人員設(shè)置了一個(gè)有故障的“大腦單元”。其他機(jī)器人單元在檢測(cè)到其有故障時(shí)先彼此進(jìn)行了拆分，從而創(chuàng)建了三個(gè)新的獨(dú)立的MNS機(jī)器人，這時(shí)候每個(gè)機(jī)器人都有自己的大腦單元。接著三個(gè)新機(jī)器人相互合并，最終形成一個(gè)較大的Y形機(jī)器人。

　　第二次實(shí)驗(yàn)，研究人員設(shè)置了一個(gè)有故障的機(jī)器人單元。這種情況下，包含故障單元的部分與MNS機(jī)器人分離，并在隨后招募了兩個(gè)新的機(jī)器人單元以恢復(fù)原來(lái)的樣子。

　　Dorigo團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō)，目前研究存在的主要局限是仍然需要對(duì)所有的機(jī)器人進(jìn)行編程，只有這樣才能準(zhǔn)確地告訴它們?cè)撊绾魏喜?。團(tuán)隊(duì)下一步要做的就是讓每個(gè)機(jī)器人單元進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。他們還計(jì)劃將“可合并神經(jīng)系統(tǒng)”的概念擴(kuò)展到可重新配置的模塊化機(jī)器人，使其能在三維空間里運(yùn)行，并且具備更高的柔性和適應(yīng)性。

 

　　“我們的愿景是機(jī)器人未來(lái)將不再為特定的任務(wù)而設(shè)計(jì)。相反，我們將設(shè)計(jì)可組合的機(jī)器人單元，使機(jī)器人靈活自主地調(diào)整能力、形狀和尺寸，以適應(yīng)不斷變化的任務(wù)要求。”

 

　　或許有一天，這種方法真的可以創(chuàng)造出無(wú)縫連接的機(jī)器人，幫我們移動(dòng)物體、組裝家具，并確保無(wú)需人類(lèi)再次動(dòng)手。這也意味著我們又少了很多件需要花費(fèi)體力去做的事情，人類(lèi)果真在懶惰的路上越走越遠(yuǎn)了。

 

　　該論文12日發(fā)表在國(guó)際知名科學(xué)周刊《自然》雜志（Nature）上，感興趣的朋友可以戳這里了解更多的細(xì)節(jié)。