無人為和系統(tǒng)控制 千個(gè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自我排列

　　看到1000個(gè)機(jī)器人在非人為操作的情況下有序移動時(shí)，確實(shí)令人感到不可思議。據(jù)Science雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究顯示，研究人員已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想：在不需要人工控制或中央控制系統(tǒng)的情況下，1000個(gè)機(jī)器人組成的這一集群能自我排列組合成各種復(fù)雜的形狀。

　　我們在自然界中也能看到一些此類現(xiàn)象———從無序分子形成規(guī)則晶體、細(xì)胞形成組織，到螞蟻用身體筑筏浮于水面、鳥群隊(duì)列飛行以避免成為獵物等。這些現(xiàn)象呈現(xiàn)出的復(fù)雜表現(xiàn)形式都是通過數(shù)以千計(jì)，百萬計(jì)甚至億萬計(jì)有局限性和不穩(wěn)定的單個(gè)元素或個(gè)體之間的互動來完成的。

　　這類自我組織系統(tǒng)具有一些有趣的特性。首先，它們是分散的-也就是說，它們不需要一個(gè)中央大腦或領(lǐng)導(dǎo)者。其次，他們是可擴(kuò)展的-這樣你就可以疊加大量的個(gè)體。第三，他們很穩(wěn)健——不穩(wěn)定的個(gè)體也不會破壞整個(gè)系統(tǒng)。

　　通過自然界自我組織現(xiàn)象的啟發(fā)，哈佛大學(xué)研究人員Radhika Nagpal,Michael Rubenstein和Alex Cornejo研制出一個(gè)由1024個(gè)機(jī)器人組成的集群。這個(gè)千人機(jī)器群組可形成復(fù)雜的二維圖像，包括星星、扳手和字母“K”。

　　這一現(xiàn)象特殊的地方在于：在此千人機(jī)器群組出現(xiàn)之前，大多機(jī)器集群的組成個(gè)數(shù)不超過100個(gè)。

　　在設(shè)計(jì)千人機(jī)器集群時(shí)，第一個(gè)挑戰(zhàn)是如何建立一個(gè)成本可承受、易于使用的大型機(jī)器人集群。這需要徹底重新思考如何設(shè)計(jì)機(jī)器人。要實(shí)現(xiàn)這一目的主要約束是機(jī)器人功能的有限性。