適應環境，協同工作和推選領導這三件事，機器人已經學會了
一群小型機器人已經將團隊合作提升到下一個層次，將他們的神經系統連接起來，並將它們合併成一個「大腦」。
最新一期《自然通訊》上發表的一篇論文中描述了機器人及其「可調節的神經系統」。該技術允許一個全新的類機器人，它可以像中央處理器的機器人一樣健壯，但也可以作為一組自我組裝的機器來適應。
論文合著者 Marco Dorigo 說，可移植的神經系統是一種「中間軟體」，允許機器人在不失去自我組織的好處的情況下協調工作。
Dorigo 是比利時科學研究基金的研究主管，也是布魯西勒大學圖書館的人工智慧實驗室 Iridia 的聯席主任。他和同事們設想，未來的機器人將會有一個特定的功能，將機器人單元連接在一起，形成獨特的形狀和大小來完成特定的工作。
在實驗室實驗中，機器人合併，分開，重新連接到各種形狀，每次保持它們的感官和運動功能。他們加入了機器人單元，這些機器人單元有一個特定的工具來完成任務，比如舉起一塊假磚，通過消除或替換一個失靈的大腦單元來自我修復。
可調節的神經系統是機器人世界中最好的，機器人有一個中央控制器，它向機器的其他部分發送信號來控制馬達，移動四肢或其他功能。例如，如果這些機器人中有幾個在一起建造磚牆，你可以讓一個負責運送水泥，另一個負責堆砌磚塊。Dorigo 說，你知道誰應該負責，你可以編程電腦，讓機器人做你想做的事。
如果你需要在這個過程中增加更多的機器人，來分類磚塊或者混合水泥，機器人之間的交流就會變得更加複雜，信息之間的交流也會變得很困難。如果磚塊堆垛機壞掉了，除非它被重新編程，否則這個停止器無法完成任務。整個系統很快就會崩潰。
這些機器人可以連接起來，對它們的環境做出反應，並將權力委託給一個小組的單個成員。也可以添加新的機器人和合併組，如果機器人的領導者被損壞或者電池耗盡，其他的機器人可以選擇一個新的領導者並繼續執行任務。
機器人也可以連接起來，這樣它們就能完成自己無法完成的任務。研究小組演示了一個機器人，為了舉起一塊磚，必須與另一個手臂相連的機器人連接。
能夠和諧工作的機器人並不少見，比如飛行無人機可以一起跳舞，重建陣型。Dorigo 說，不同之處在於，這些無人機經常以預先編程的方式運行，利用它們的能力來感知它們的位置。因此它們適應能力有限。
而這些機器人可以通過連接創造一種神經系統，決定哪一個是大腦，這種安排使團隊能夠適應新的環境。在一段視頻中，一個機器人停止運作，另一個機器人選擇了新的領導者，機器人知道他們的領導已經停止工作了，因為它不承認來自其他人的信號。
該論文第一作者 Nithin Mathews 說，這種裝置之所以能起作用，是因為這些機器人都有一個與它們相連的其他機器人的內部地圖，而這張地圖看起來就像一棵層次分明的樹。當領頭機器人停止工作時，其他人可以看到它們在樹上的位置，那些更接近「根」的人更有可能被選為領導。
此外，當兩組機器人結合在一起時，第一組的領導者可以將其他機器人的內部地圖轉換成第二組的領導，放棄領導地位，成為現在更大的群體的一部分。
Mathews 說部分靈感來源於黏菌，它們是簡單的有機體，結合在一起，表現為一種超級有機體。這些機器人的工作方式類似。「黏液黴菌可以作為單一的身體聚集在一起，但神經系統卻不見了，高階動物的神經系統與單個大腦單元有關。我們想，『讓這些世界在一起吧。』」
雖然到目前為止使用的機器人非常簡單，但成就表明，機器人可以接受訓練，以適應新的環境。它們甚至可以由許多部分組成：想像一下，一個機器人正在使用一隻手臂來撿起什麼東西，手臂被損壞了，那個機器人可以去尋找新的肢體。
「這就像一群人聚集在一起蓋房子，」Dorigo 說，每個人都知道該做什麼，但如果沒有結構，沒有等級，建造房子是很困難的。這些新機器人創造了他們自己的等級制度，他們選擇一個人作為領導者，這可以指導其他人。
模塊化機器人有更大的靈活性，世界各地的一些研究團隊已經證明了成群的機器人不是由中央大腦控制的，而是每一個都有計算機程序，允許它們組織和工作。這些系統更加健壯。如果一個機器人壞掉了，其他人就可以不需要重新編程就能完成這項工作。
但他們也面臨著自己的挑戰。主要是每個機器人必須被編程，以便當它在一個群體中工作時，集體執行所需的任務。這是一件非常困難的事情。
這些新機器人本質上是一群由 Wi-Fi 通信的模塊化單元。當它們結合在一起時，它們將控制割讓給接管整個生物體的一個單位。任何單位都可以成為大腦，他們如何放棄控制可以隨機發生，也可以根據整體需要進行更多的指導。
一旦連接起來，大腦單元就會發出高級指令，將集體神經系統傳播到其他單位。如果一個高級的命令是針對某一個單位的，比如說 F 單元需要撿起一塊磚，機器人自己的神經系統將命令轉換為正確的動作。這使得編程更簡單，並且需要更少的計算處理。
在這個演示中，機器人通過在兩個維度的地板上滾動來工作，它們之間的連接是剛性的。Dorigo 和團隊想要將這項技術推進到具有柔性關節的機器人裝置，並能在三維空間中自由移動。
點擊展開全文
TAG:踢圍 |