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研究人員介紹稱(chēng)，「M 代表運動(dòng)（motion）、磁力（magnet）和魔力（magic），」MIT CSAIL 負責人 Daniela Rus 教授說(shuō)道�！浮哼\動(dòng)』是指立方體機器人可以跳躍；『磁力』是指它們之間通過(guò)磁鐵連接，一旦連接，他們就可以退組裝成各種結構�！耗ЯΑ淮硭鼪](méi)有任何活動(dòng)部件，積木像是由魔法驅動(dòng)的�！� M-Block 機器人自己組裝成各種結構。 M-Block 或許可以和來(lái)自古老中國的一種博弈游戲——「麻將」搭配使用，那樣就不用自己動(dòng)手擲骰子了。 設計精巧的內部裝置使得 M-Block 可以完全自主旋轉，像極了一只成精的骰子。 這些方塊非常團結，能夠緊緊地貼在一起。 每個(gè)面上的磁鐵使得 M-Block 可以彼此貼在一起。 它們還會(huì )「輕功」，能夠優(yōu)雅地從一個(gè)隊友跳到另一個(gè)隊友身上。 一個(gè)優(yōu)雅的后空翻，落地滿(mǎn)分。是精湛的體操藝術(shù)，還是中國功夫？ 有時(shí)它們也能勉強用作「俄羅斯方塊」游戲： 從隊友身上爬下來(lái)。 這組「俄羅斯方塊」的靈感來(lái)源于蜜蜂，據了解，蜜蜂出現于 1 億多年以前，在同時(shí)期物種早已滅絕的今天，蜜蜂這個(gè)群體卻靠著(zhù)頑強的協(xié)作能力延續下來(lái)。 成群的、簡(jiǎn)單的交互機器人有解鎖神秘力量的潛力，能夠完成復雜的任務(wù)，但讓這些機器人形成類(lèi)似蜂群的思維還是一大難題。為了破解這一難題，MIT 的研究者想到了一種極其簡(jiǎn)單的方案：打造一組能夠互相攀爬、后空翻并在地上快速行動(dòng)的方塊機器人。 經(jīng)過(guò)歷時(shí)六年的研究，這些機器人終于能實(shí)現彼此溝通了。它們的每個(gè)面上有類(lèi)似條形碼的系統，可以幫助其認出彼此。16 個(gè)方塊組合在一起能完成一些簡(jiǎn)單的任務(wù)，如排成一條線(xiàn)、按箭頭前進(jìn)或追蹤光源。 M-Block 可以按箭頭方向前進(jìn)。 每個(gè) M-Block 內部都有一個(gè)飛輪（flywheel），每分鐘轉 20000 次。飛輪制動(dòng)時(shí)使用角動(dòng)量。方塊的每一面和邊上都有永磁體，使得任意兩個(gè)方塊都能附著(zhù)在一起。 盡管這些積木無(wú)法像《我的世界》里那樣快速操縱，但研究團隊認為它們在一些探測工作乃至災難響應機制中會(huì )派上用場(chǎng)。 團隊的想法是：「想象一下正在燃燒的建筑中樓梯無(wú)法通行了，在未來(lái)你或許可以通過(guò)丟出 M-Block，讓他們自動(dòng)搭建一個(gè)臨時(shí)樓梯，以爬上屋頂或下到地下室營(yíng)救受害者�！� 盡管內部機制非常復雜，但它的外部特征卻很簡(jiǎn)單，這樣設計能讓塊與塊直接的連接更加牢固。除了檢查和救援以外，研究者們還設想將這種方塊用在游戲、制造和醫療保健中。 CSAIL 博士生 John Romanishin 說(shuō)：「它的獨特之處在于便宜且堅固，可以輕松拓展到百萬(wàn)塊以上的規模�！笿ohn 是有關(guān)該系統新論文的第一作者，2019 年 11 月他也會(huì )在 IEEE 國際智能機器人與系統大會(huì )上詳細介紹 M-Block 這篇論文。 對比一下看，此前的模塊化機器人系統，通常使用小型機械臂單元模塊來(lái)挪動(dòng)，即使進(jìn)行最簡(jiǎn)單的動(dòng)作也需要大量的協(xié)調工作，僅僅一個(gè)跳躍動(dòng)作就需要多個(gè)指令。 而且，在通訊方面，其他嘗試使用紅外線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)電波的并不怎么好用：如果某個(gè)區域內有多個(gè)機器人，并且他們都在互相發(fā)送信號，信號之間就可能會(huì )互相干擾。 2013 年，團隊就搭建了 M-Block，他們創(chuàng )造了借助慣性移動(dòng)的六面立方體。所以，與其說(shuō)用活動(dòng)臂來(lái)鏈接結構，不如說(shuō)是這些方塊內部有個(gè)「重量」，讓它們「轉向」結構的側面，從而讓方塊旋轉和移動(dòng)。 每個(gè)模塊在六個(gè)面的任意一面上時(shí)都能移動(dòng)，最終生成 24 種運動(dòng)方向。如果沒(méi)有活動(dòng)臂或者其他什么的來(lái)?yè)軇?dòng)方塊，它們可能更容易避免碰撞，也避免受到損壞。 解決物理障礙以后，還有個(gè)嚴峻的挑戰：如何使用這些多維數據集進(jìn)行通訊，穩妥地標識出相鄰模塊的配置情況？ Romanishin 提出了幫助機器人完成簡(jiǎn)單行動(dòng)或任務(wù)的算法——這個(gè)讓他們想到了「條形碼」。在這個(gè)系統中，機器人就能感知到其他模塊的身份和配置情況。 在一個(gè)實(shí)驗中，團隊讓模塊從隨機形狀重排為一條線(xiàn)，然后看這些模塊是否真能確定自己的連接方式。如果不能，它們將不得不選擇一個(gè)方向，并沿著(zhù)這個(gè)方向不停滾動(dòng)直到盡頭。 最后，90% 的 M-Block 都能成功地排成一條線(xiàn)。 研究人員表示，他們在未來(lái)還將打造體積更大、功能更強的 M-Block 機器人。 （轉自技皆知） |
