一款名為Tribots的微型螞蟻機(jī)器人，重量僅為 10 克

近一段時(shí)間，波士頓動(dòng)力旗下的機(jī)器人Spot 和Atlas不斷刷新人類對(duì)于大型機(jī)器人靈敏度的認(rèn)知。現(xiàn)在，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）和大阪大學(xué)（Osaka University ）的科學(xué)家們基于螞蟻的團(tuán)隊(duì)協(xié)作特征研發(fā)出一款名為Tribots的微型螞蟻機(jī)器人，它體積小、重量輕、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。

受陷阱顎蟻(Trap-jaw ants )啟發(fā)的機(jī)器人

就個(gè)體而言，螞蟻只有有限的力量和智慧。然而，當(dāng)它們結(jié)合成群后，就可以運(yùn)用策略來完成復(fù)雜的任務(wù)并逃避更大的掠奪者。

這些三足T形機(jī)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(cè)和通信。根據(jù)應(yīng)用，它們可以容納更多的傳感器。

具體而言，Tribots的設(shè)計(jì)是基于陷阱顎蟻(Trap-jaw ants )的行為模式——既可以爬行前進(jìn)，必要時(shí)又可以跳躍?！八麄兊膭?dòng)作模仿了陷阱顎蟻(Trap-jaw ants )。這些昆蟲通常會(huì)爬行，但是為了逃避捕食者，他們會(huì)用強(qiáng)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?jiān)O(shè)計(jì)復(fù)制了這種彈射機(jī)制，該設(shè)計(jì)結(jié)合了多個(gè)形狀記憶合金執(zhí)行器。因此，單個(gè)機(jī)器人可以產(chǎn)生五種不同的運(yùn)動(dòng)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(lǐng)導(dǎo)者，工人和探險(xiǎn)家

盡管具有相同的解剖結(jié)構(gòu)，但每個(gè)機(jī)器人根據(jù)情況被分配為特定的角色?！疤剿髡摺碧綔y(cè)路徑中的物理障礙物，例如物體，山谷和山脈。在檢測(cè)到障礙物后，他們會(huì)通知其他人。然后，“領(lǐng)導(dǎo)”給出指示。與此同時(shí)，“工人”集中力量移動(dòng)物體。在這個(gè)團(tuán)體里，角色并不固定，可以根據(jù)需要互相轉(zhuǎn)換。

“每個(gè)Tribot就像螞蟻一樣扮演不同的角色。但是，當(dāng)他們面對(duì)新任務(wù)或未知環(huán)境時(shí)，甚至在其他成員迷路時(shí)，他們也可以即時(shí)承擔(dān)新角色。這超出了真正的螞蟻所能做的。”Paik說。

每個(gè)Tribots自身智能化程度并不高，科學(xué)家們更多地將它們作為一個(gè)團(tuán)體來進(jìn)行統(tǒng)一智能化控制。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，一群Tribots能在復(fù)雜地形里輕松穿行。

目前Tribots的行動(dòng)還比較緩慢，從視頻里我們可以看到，16倍速下Tribots的行動(dòng)還是不算快。但速度并非重點(diǎn)，交流和協(xié)作才是關(guān)鍵。

未來的應(yīng)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(gè)Tribots的成本降至1美元，那么就可以在目標(biāo)區(qū)域放置成百上千個(gè)Tribots，一兩小時(shí)左右它們就能完成對(duì)地形的測(cè)量和表征、尋找輻射點(diǎn)或熱點(diǎn)等操作。

當(dāng)然，如果Tribots的動(dòng)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?jiān)⒉捅P歸位。值得一提的是，Tribots有一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)——如果團(tuán)隊(duì)里的某個(gè)成員出現(xiàn)失誤，整個(gè)團(tuán)隊(duì)仍然能繼續(xù)正常運(yùn)作，把出現(xiàn)失誤的成員替換即可。

參與設(shè)計(jì)螞蟻機(jī)器人的Jamie Paik說：“Tribots有獨(dú)特的集體協(xié)作能力，這些微型機(jī)器人可以更好地適應(yīng)未知的環(huán)境。因此，在某些任務(wù)中，Tribots比大型機(jī)器人有更強(qiáng)的表現(xiàn)力。”