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智能汽车帮助机器人研究人员建立一种新的运动形式

2021-09-17 22:09:22 科技 来源:
导读 研究人员创造了一种新的机器人,称为“小机器人”,完全由更小的机器人组成,以解开潜在的新运动技术的原理。制造传统的机器人通常需要仔细

研究人员创造了一种新的机器人,称为“小机器人”,完全由更小的机器人组成,以解开潜在的新运动技术的原理。

制造传统的机器人通常需要仔细组装部件,如电机、电池、致动器、身体部位、腿和轮子。

Smarticles帮助机器人研究人员建立一种新的运动形式

3D打印的smart click(智能活性粒子的缩写)只能做一件事:拍拍两只胳膊。然而,当研究人员将五个智能小脑限制在一个圆圈内时,它们开始相互烦恼,形成了一个被称为“超级智能”的机器人物理系统,可以自行移动。添加光或声音传感器可以使超级智能响应刺激而移动,甚至可以很好地控制它在迷宫中导航。

尽管它还处于初级阶段,但由更小的机器人制造机器人的概念(以及利用合并个体产生的群体能力)可以为非常小的机器人提供基于机械的控制。最后,该小组的新兴行为可以为可能改变形状的小型机器人提供一种新的运动和控制方法。

佐治亚理工学院物理学教授丹戈德曼说:“这些都是非常基础的机器人,它们的行为主要由力学和物理学定律决定。”“我们不想控制、感知和计算它们。随着机器人变得越来越小,我们将不得不使用机械和物理原理来控制它们,因为它们将没有常规控制所需的计算和感知水平。”

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从斯台普斯到智能汽车。

这项研究的基础来自一个不太可能的来源:对建筑材料的研究。通过将这些沉重的订书钉倒入可移动侧面的容器中,前博士生尼克格拉维什(现为加州大学圣地亚哥分校的一名教员)在研究人员拆除容器壁后,创造了一种可以独立站立的结构。

摇动钉子塔最终会导致它们倒塌,但观察结果使人们意识到,简单地缠绕机械物体可以创造出功能远远超过单个组件的结构。

戈德曼说:“一个由其他基本机器人组成的机器人已经变成了视觉。”“你可以想象制作一个机器人,你可以在其中微调它的几何参数,然后一个新的定性行为出现。”

在众多的人中,有一个。

为了探索这一概念,研究生研究助理威尔萨瓦(Will Savoie)创造了带有3D打印机的电池供电智能汽车,这种汽车有马达、简单的传感器和有限的计算能力。只有当设备与其他设备交互并被环包围时,它们才能改变位置。

高盛解释说:“即使没有一个机器人可以自己移动,由多个机器人组成的云也可能随着自己的分离而移动,随着自己的聚集而收缩。”“如果你在小机器人的云上放一个环,它们会开始互相踢腿,而更大的环(我们称之为超级智能机器)会随机移动。”

研究人员注意到,如果一个小机器人停止移动,可能是因为它的电池没电了,这组智能棒将开始向停滞的机器人移动。研究生罗斯沃肯丁(Ross Warkentin)了解到,他可以通过给机器人添加光电传感器来控制运动。当其中一个机器人受到强光束照射时,光电传感器可以停止手臂的拍打。

戈德曼说:“如果你正确地倾斜手电筒,你可以突出显示你想让其不活动的机器人。即使没有编程的机器人向灯光移动,圆环也会向它倾斜或远离它。”"这允许以一种非常简单和随机的方式来操纵这个合奏."

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物理学教授库尔特维森菲尔德(Kurt Wiesenfeld)和研究生扎克杰克逊(Zack Jackson)对这些智能小齿轮和超智能小齿轮的运动进行了建模,以了解环的微动和质量如何影响整体运动。西北大学的研究人员研究了智能粒子之间的相互作用如何提供方向控制。

像钟摆一样摆动

机械工程教授托德墨菲(Todd Murphey)说:“对于许多机器人来说,我们有电流驱动的电动机,这些电动机会在零件上产生力,这样机器人就可以可靠地一起移动。附光盘

;我们了解到,尽管各个智能粒子通过混乱的相互影响而相互作用,而这些波动都是无法预料的,​​但是由这些智能粒子组成的整个机器人的移动方式却是可预测的,并且我们可以在软件中加以利用。”

在未来的工作中,高盛设想利用智能物件的简单感应和移动功能进行更复杂的交互。他说:“人们对制造一种由其他机器人组成的群体机器人很感兴趣。” “这些结构可以通过调整几何形状按需重新配置以满足特定需求。”

山姆·斯坦顿说,该项目对美国陆军很感兴趣,因为它可能会导致能够改变其形状,形式和功能的新型机器人系统。他是美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的一个成员-陆军研究办公室的复杂动力学和系统项目经理。

“未来的陆军无人系统和系统网络被认为能够改变其形状,形态和功能。例如,某个机器人群有一天可能能够移动到河中,然后自主地形成一种结构来跨越空白。” Stanton说。“ Dan Goldman的研究正在确定物理原理,这些物理原理可能被证明对未来的机器人集体的工程紧急行为以及对系统性能,响应能力,不确定性,弹性和适应性的基本权衡取舍有新的认识。”

该研究发表在《科学机器人》杂志上。

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