近一段時間,波士頓動力旗下的機器人Spot 和Atlas不斷刷新人類對于大型機器人靈敏度的認知?,F(xiàn)在,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)和大阪大學(Osaka University )的科學家們基于螞蟻的團隊協(xié)作特征研發(fā)出一款名為Tribots的微型螞蟻機器人,它體積小、重量輕、設計簡單。
受陷阱顎蟻(Trap-jaw ants )啟發(fā)的機器人
就個體而言,螞蟻只有有限的力量和智慧。然而,當它們結(jié)合成群后,就可以運用策略來完成復雜的任務并逃避更大的掠奪者。
這些三足T形機器人被稱為Tribots。它們可以通過折疊許多薄的材料片在幾分鐘內(nèi)組裝完畢,這使其能夠大規(guī)模生產(chǎn)。
Tribots完全自主、不受限制,配備紅外和接近傳感器,用于檢測和通信。根據(jù)應用,它們可以容納更多的傳感器。
具體而言,Tribots的設計是基于陷阱顎蟻(Trap-jaw ants )的行為模式——既可以爬行前進,必要時又可以跳躍?!八麄兊膭幼髂7铝讼葳孱€蟻(Trap-jaw ants )。這些昆蟲通常會爬行,但是為了逃避捕食者,他們會用強大的下顎一起從一片葉子跳到另一片葉子,”第一作者Zhenishbek Zhakypov說。
Tribots通過折紙設計復制了這種彈射機制,該設計結(jié)合了多個形狀記憶合金執(zhí)行器。因此,單個機器人可以產(chǎn)生五種不同的運動步態(tài):垂直跳躍,水平跳躍,暴露障礙物,在紋理地形上行走以及在平坦表面上爬行。
角色:領導者,工人和探險家
盡管具有相同的解剖結(jié)構(gòu),但每個機器人根據(jù)情況被分配為特定的角色?!疤剿髡摺碧綔y路徑中的物理障礙物,例如物體,山谷和山脈。在檢測到障礙物后,他們會通知其他人。然后,“領導”給出指示。與此同時,“工人”集中力量移動物體。在這個團體里,角色并不固定,可以根據(jù)需要互相轉(zhuǎn)換。
“每個Tribot就像螞蟻一樣扮演不同的角色。但是,當他們面對新任務或未知環(huán)境時,甚至在其他成員迷路時,他們也可以即時承擔新角色。這超出了真正的螞蟻所能做的?!盤aik說。
每個Tribots自身智能化程度并不高,科學家們更多地將它們作為一個團體來進行統(tǒng)一智能化控制。通過團隊協(xié)作,一群Tribots能在復雜地形里輕松穿行。
目前Tribots的行動還比較緩慢,從視頻里我們可以看到,16倍速下Tribots的行動還是不算快。但速度并非重點,交流和協(xié)作才是關鍵。
未來的應用
Tribots的重量僅為 10 克,因其基本是由輕薄的PCB 板折疊而成,所以能大批量生產(chǎn)。如果通過批量化生產(chǎn),能夠使每個Tribots的成本降至1美元,那么就可以在目標區(qū)域放置成百上千個Tribots,一兩小時左右它們就能完成對地形的測量和表征、尋找輻射點或熱點等操作。
當然,如果Tribots的動作能更快一些,人們就可以在廚房或餐廳里用它們收拾食物殘渣并將餐盤歸位。值得一提的是,Tribots有一個很大的優(yōu)勢——如果團隊里的某個成員出現(xiàn)失誤,整個團隊仍然能繼續(xù)正常運作,把出現(xiàn)失誤的成員替換即可。
參與設計螞蟻機器人的Jamie Paik說:“Tribots有獨特的集體協(xié)作能力,這些微型機器人可以更好地適應未知的環(huán)境。因此,在某些任務中,Tribots比大型機器人有更強的表現(xiàn)力?!?/p>
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原文標題:重量僅10克,批量生產(chǎn)后成本可降至10美元,微型螞蟻機器人登上Nature
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