前不久, 美国陆军于新型机器人研发这一方面收获了新的积极成果, 具体而言, 是运用智能粒子创造群体机器人。佐治亚理工学院以及西北大学的研究人员,在《科学·机器人》这本杂志上公布了他们所开展的研究最终得出的结果。美国陆军研究办公室复杂动力学与系统项目的负责人Sam Stanton觉得,此项成果有希望让机器人系统能够依据任务必要条件去变动它们自己的形状、模式以及功能。他举例讲道,此如陆军机动功能概念里所设想这番, 在将来的时候, 一旦群体机器人碰到横在前方的小河,它便会同自动转变为可为跨越沟壑构建的构形。
3D打印出来的智能粒子, 仅能做一件事情, 那就是挥舞双臂。不过,当研究人员把5个这样的智能粒子封装到圈型结构里时, 它们开始产生相互推动的作用,转而形成“超级智能粒子”自动物理系统。这个系统不但能够自行移动, 而且在为它添加光学或声学传感器之后, 它甚至还能在迷宫当中穿行。
进行小型机器人改造, 向群体机器人转变, 凭借通过个体结合而产生的群体能力, 以此增强小型机器人的机械控制性。佐治亚理工学院物理学院教授、项目研究首席Dan Goldman表明 ,那些都是极为初级的机器人。它们的行为受力学以及物理学定律等进行了限制。我们并不打算把复杂的控制器、传感器还有计算模型等一股脑子、不加区分全部都塞给它们。由于机器人持续地小型化, 传统控制所需的计算以及传感水平已然不再适用,于是科学家们只好去考虑“回归初心”,运用力学和物理学原理来对它们实施控制。
Goldman等人的研究灵感源自对建筑工具的研究, 研究人员Nick Gravish发现,把U型钉倒入可拆卸容器, 拆除容器外壁后,U型钉群体结构仍能独立存在, 尽管摇晃钉塔最终致使结构倒塌,然而这一结果使Gravish认识到, 机械物体凭借简单缠绕形成结构的能力远远超过单个部件的性能。斯坦顿称, 戈德曼等人所作出的发现, 极为关键的地方在于,它不仅仅是对于未来机器人群体之中的工程的应急行为而言的, 另外还能够让我们, 对于此类群体的系统性能, 以及响应能力, 还有适应性等等方面,产生新的认知。

研究人员借助3D打印机制造出了智能粒子,该智能粒子是由电池驱动的。这种智能粒子装有马达,还带有简单传感器, 并且具备有限的计算能力。它们只有在和其他设备产生交互的情况下,才能够改变位置。Goldman表示:“虽然单个机器人没办法独立运动,可是由多个机器人所组成的群体却能够移动以及收缩。超级智能粒子机器人甚至能够随机移动。”。
有研究人员留意到, 要是一个小机器人因电池用光而停下移动,其余智能机器人便会朝着停滞的那个机器人的方向行进。研究人员还借助给机器人增添照片传感器来把控它的动作,在一束强光射到某个单体机器人时, 群体机器人就会停止舞动。Goldman讲,“通过调节光线的角度, 能够让处于静止状态的机器人动起来。整个系统能够以十分基本的随机方式予以操控,不需要复杂的编程。”。
紧接着, Goldman等人打算借助粒子机器人具备的简单传感以及移动功能, 去设计更为复杂的互动。他讲道:“工程师们向来对制造群体机器人满怀兴趣。粒子机器人能够依据需求予以重新配置,从而满足特定需求。”研究人员预估, 由粒子机器人构成的群体机器人系统能够被用于强化小型部队在诸如城市、森林、洞穴或者其他崎岖地形这般的环境里的态势感知以及指挥能力。