What,機(jī)器人都已經(jīng)進(jìn)化到能自己造自己了?!
麻省理工(MIT)的研究人員腦洞大開,于是有了這番情景:
機(jī)器人1號(hào)忙前忙后,一邊挑選零件,一邊自主組裝。
不一會(huì)兒后,一模一樣的機(jī)器人2號(hào)就地誕生!
還沒完,機(jī)器人2號(hào)剛來到這個(gè)世界,立刻就能和1號(hào)那樣靈活運(yùn)動(dòng),然后它還給自己“戴上”2個(gè)飾品,哦不,配件。
好家伙,這算是機(jī)器人“套娃”嗎???
MIT的研究者指出:
這種機(jī)器人除了能克隆自己外,還能分層搭建出更大的機(jī)器人。按此思路,以后造大型建筑或大型機(jī)械設(shè)備時(shí),或許可以讓小模塊像搭積木似的一步步構(gòu)造,不用再在旁邊弄個(gè)巨型機(jī)床之類的了。這樣能大大提高建造效率!
相關(guān)研究論文已登上了Nature子刊Communications Engineering。
神奇的“智能”模塊從前文的動(dòng)圖中不難看出,這種機(jī)器人能如此快速地克隆自己,主要得益于它的一塊塊“零件”,研究者稱之為Voxel。
Voxel一詞是體積像素(Volume Pixel)的簡(jiǎn)稱,我們可以簡(jiǎn)單把它理解為模塊。
至于模塊為什么會(huì)長(zhǎng)成這樣,研究者稱,靈感來源于晶格,也就是原子在晶體中排列規(guī)律的空間結(jié)構(gòu)。
立方八面體的結(jié)構(gòu)具有低密度以及高剛度的優(yōu)勢(shì),還方便搭建和拆卸。
這些模塊除了有機(jī)械結(jié)構(gòu)之外,還有智能控制系統(tǒng)。
模塊內(nèi)部搭載了電池,還有中央處理器和執(zhí)行器等,讓其可以靈活地動(dòng)起來,還能自主導(dǎo)航。
而模塊邊沿則裝有磁吸彈簧針連接器,兩個(gè)模塊只需要“貼貼”,就可以牢固地連在一起:
就算沒有電線,每組面對(duì)面連接也能在10V電壓下,傳輸8A的電流和50N的拉伸力。
不過僅靠運(yùn)動(dòng)還不夠,機(jī)器人選取零件和搭載新機(jī)器人的過程還涉及抓取的動(dòng)作。
所以研究團(tuán)隊(duì)還給機(jī)器人設(shè)計(jì)了“手腕兒”。
這個(gè)“關(guān)節(jié)”比其他模塊更靈活,方便機(jī)器人“拿起”零件以及分層搭建。
接下來,機(jī)器人就可以有條不紊地克隆自己了。
幕后的集中控制程序到這里,還有一個(gè)問題:機(jī)器人是如何抓取正確的模塊,并按順序拼出想要的新結(jié)構(gòu)?
研究人員開發(fā)了一個(gè)集中控制程序。
通過這個(gè)程序,機(jī)器人可以自我復(fù)制、離散化形狀、規(guī)劃移動(dòng)路徑,并合理分配任務(wù)。
首先,機(jī)器人的計(jì)算系統(tǒng)會(huì)根據(jù)給定目標(biāo)形狀,自動(dòng)生成適合的構(gòu)建序列。通過編譯器,將輸入的幾何體離散成有序的分層構(gòu)建塊。
然后,系統(tǒng)還會(huì)分析出最佳組裝順序,來提高效率并防止過程混亂。
也就是說,機(jī)器人不僅能復(fù)制粘貼自己,還能分層搭出更大的機(jī)器人或者其他結(jié)構(gòu)。
舉個(gè)栗子~
如果現(xiàn)在要建造一個(gè)大圓錐,第一步需要人在集中控制程序處輸入這個(gè)“施工目標(biāo)”。
然后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將這個(gè)形狀拆分開,確定施工順序,并確定施工隊(duì)的組成,告訴第一個(gè)機(jī)器人還需要多少個(gè)小伙伴來完成任務(wù)。
然后,系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令,讓第一個(gè)機(jī)器人以遞歸的方式造出自己的工友。
接著,系統(tǒng)還會(huì)分配任務(wù),運(yùn)用貪心算法找到最高效的施工路徑,避免一群機(jī)器人發(fā)生碰撞。
分層算法則用來分解施工步驟,小機(jī)器人制造組件,大機(jī)器人則負(fù)責(zé)將做好的組件搭起來。
不過,研究者也指出,在實(shí)操過程中,部件還不夠靈活(開頭的動(dòng)圖是模擬環(huán)境中的樣子),目前他們正在研究開發(fā)更強(qiáng)大、靈敏的連接器。
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