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研究人員介紹稱，「M 代表運(yùn)動(dòng)（motion）、磁力（magnet）和魔力（magic），」MIT CSAIL 負(fù)責(zé)人 Daniela Rus 教授說(shuō)道�！浮哼\(yùn)動(dòng)』是指立方體機(jī)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(jié)構(gòu)�！耗ЯΑ淮硭鼪](méi)有任何活動(dòng)部件，積木像是由魔法驅(qū)動(dòng)的。」 M-Block 機(jī)器人自己組裝成各種結(jié)構(gòu)。 M-Block 或許可以和來(lái)自古老中國(guó)的一種博弈游戲——「麻將」搭配使用，那樣就不用自己動(dòng)手?jǐn)S骰子了。 設(shè)計(jì)精巧的內(nèi)部裝置使得 M-Block 可以完全自主旋轉(zhuǎn)，像極了一只成精的骰子。 這些方塊非常團(tuán)結(jié)，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(duì)友跳到另一個(gè)隊(duì)友身上。 一個(gè)優(yōu)雅的后空翻，落地滿分。是精湛的體操藝術(shù)，還是中國(guó)功夫？ 有時(shí)它們也能勉強(qiáng)用作「俄羅斯方塊」游戲： 從隊(duì)友身上爬下來(lái)。 這組「俄羅斯方塊」的靈感來(lái)源于蜜蜂，據(jù)了解，蜜蜂出現(xiàn)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)群體卻靠著頑強(qiáng)的協(xié)作能力延續(xù)下來(lái)。 成群的、簡(jiǎn)單的交互機(jī)器人有解鎖神秘力量的潛力，能夠完成復(fù)雜的任務(wù)，但讓這些機(jī)器人形成類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(jī)器人。 經(jīng)過(guò)歷時(shí)六年的研究，這些機(jī)器人終于能實(shí)現(xiàn)彼此溝通了。它們的每個(gè)面上有類似條形碼的系統(tǒng)，可以幫助其認(rèn)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、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(nèi)部都有一個(gè)飛輪（flywheel），每分鐘轉(zhuǎn) 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(tuán)隊(duì)認(rèn)為它們?cè)谝恍┨綔y(cè)工作乃至災(zāi)難響應(yīng)機(jī)制中會(huì)派上用場(chǎng)。 團(tuán)隊(duì)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(nèi)部機(jī)制非常復(fù)雜，但它的外部特征卻很簡(jiǎn)單，這樣設(shè)計(jì)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(shè)想將這種方塊用在游戲、制造和醫(yī)療保健中。 CSAIL 博士生 John Romanishin 說(shuō)：「它的獨(dú)特之處在于便宜且堅(jiān)固，可以輕松拓展到百萬(wàn)塊以上的規(guī)模�！笿ohn 是有關(guān)該系統(tǒng)新論文的第一作者，2019 年 11 月他也會(huì)在 IEEE 國(guó)際智能機(jī)器人與系統(tǒng)大會(huì)上詳細(xì)介紹 M-Block 這篇論文。 對(duì)比一下看，此前的模塊化機(jī)器人系統(tǒng)，通常使用小型機(jī)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(diào)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或者無(wú)線電波的并不怎么好用：如果某個(gè)區(qū)域內(nèi)有多個(gè)機(jī)器人，并且他們都在互相發(fā)送信號(hào)，信號(hào)之間就可能會(huì)互相干擾。 2013 年，團(tuán)隊(duì)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(jié)構(gòu)，不如說(shuō)是這些方塊內(nèi)部有個(gè)「重量」，讓它們「轉(zhuǎn)向」結(jié)構(gòu)的側(cè)面，從而讓方塊旋轉(zhuǎn)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(yùn)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(yán)峻的挑戰(zhàn)：如何使用這些多維數(shù)據(jù)集進(jìn)行通訊，穩(wěn)妥地標(biāo)識(shí)出相鄰模塊的配置情況？ Romanishin 提出了幫助機(jī)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(tǒng)中，機(jī)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(yàn)中，團(tuán)隊(duì)讓模塊從隨機(jī)形狀重排為一條線，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。 研究人員表示，他們?cè)谖磥?lái)還將打造體積更大、功能更強(qiáng)的 M-Block 機(jī)器人。 （轉(zhuǎn)自技皆知） |
