这些机器人像蜂群一样达成了团队共识

侦察蜂通过“舞蹈”投票决定新的蜂巢地点。这些机器人使用闪烁的灯光。
Image of kilobots atop photo of bees
这些微型机器人使用多色 LED 灯进行通信。图片来源:Unsplash / 巴塞罗那大学 / PopSci

蜜蜂的交流能力极其出色,尽管它们的大脑重量只有两毫克。事实上,它们在达成共识方面效率极高,以至于研究人员借鉴它们的“对话”创造了一个微型机器人团队。

在寻找新的筑巢点时,侦察蜂会进行微小的“摇摆舞”来指示它们偏好的蜂巢地点——慢慢说服蜂群成员加入这一过程。这些动作虽然微小但复杂,包括以八字形移动,同时以快速的速度摇晃身体。拥有最受欢迎的舞蹈的蜜蜂最终决定在哪里建造。虽然西班牙巴塞罗那大学团队监视下的这三厘米宽的“kilobots”目前还不能摇摆和抖动,但它们确实像蜜蜂一样相互传递信号

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正如他们在十月下旬提交的预印本论文中所详细介绍的,该团队首先在总共 35 个 kilobots 的顶部安装了一个彩色的 LED 灯以及一个红外光接收器和发射器。然后,他们使用基于侦察蜂行为的先前设计的数学模型的修改版本对机器人进行了编程。之后,该团队将不同数量的 kilobots 放置在一个封闭区域内,让它们在由三根类似牙签的腿组成的腿上在新环境中颠簸前进。在超过 70 次测试中,研究人员通过 LED 灯的红、蓝、绿三种色调之间的信号传输,命令某些机器人集群表达它们偏好的巢穴位置“意见”。

无论团队规模或环境密度如何,每个 kilobot 团队都在大约 30 分钟内实现了集体共识。这种可靠的决策能力——即使在一次只能传输 9 字节信息的机器中——有一天在许多行业中都可能 proves invaluable。

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该研究的合著者之一 Carmen Miguel 在 11 月 7 日接受《New Scientist》采访时解释说:“我们相信,在不久的将来,会有简单的机器人来做我们不想做的工作,而且它们能够以去中心化、自主的方式做出决策将非常重要。”

例如,在侵入性医疗程序中,微型机器人可以操纵患者体内,相互通信,而无需复杂的电子设备。同样,廉价的机器人可以在搜救任务部署期间相互协调。在这种情况下,环境危险通常会由于损坏或破坏的风险而阻止使用昂贵的机器人。

但最重要的是,巴塞罗那大学团队认为他们的工作引起了人们对日常生活中常常被低估的方面的关注。该团队的论文摘要总结道:“通过阐明这一关键的复杂层……我们强调了那些通常被忽视但对生命系统和生命本身至关重要的因素的重要性。”

 

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