許多動(dòng)物和微生物能夠完成復(fù)雜的任務(wù)，例如成群地或“成群地”覓食或筑巢。蜜蜂是最明顯的例子之一，因?yàn)樗鼈冏鳛橐粋€(gè)群體的生存在很大程度上取決于與殖民地其他成員的合作。在過(guò)去的幾年中，越來(lái)越多的研究人員試圖在機(jī)器人中重現(xiàn)這些令人著迷的群體動(dòng)力學(xué)，從而產(chǎn)生了一個(gè)名為“群體機(jī)器人”的研究領(lǐng)域。

利茲大學(xué)的研究人員最近提出了一種新的群體機(jī)器人技術(shù)，稱為趨化性，其靈感來(lái)自于微生物中觀察到的特定行為。他們的研究預(yù)先發(fā)表在arXiv上，源于作者對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境中簡(jiǎn)單無(wú)脊椎動(dòng)物的生存以及如何將這些策略應(yīng)用于機(jī)器人的興趣。

“在獲得博士學(xué)位和首次博士后獎(jiǎng)學(xué)金期間，我研究了一種名為C. elegans(一種流行的模型生物)的小蠕蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并成功地將我學(xué)到的知識(shí)用于控制蛇形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一喬丹·博伊爾(Jordan Boyle)告訴TechXplore。“當(dāng)前的工作是受同一種生物啟發(fā)的，但是這次，研究的是其更高水平的行為，特別是它利用嗅覺(jué)向食物來(lái)源導(dǎo)航的方式。”

在沒(méi)有感覺(jué)輸入的情況下，秀麗隱桿線蟲(chóng)通常向前移動(dòng)，但是在隨機(jī)的時(shí)間間隔內(nèi)大轉(zhuǎn)彎。如果他們感覺(jué)到“正”的氣味在朝特定方向移動(dòng)時(shí)變得越來(lái)越強(qiáng)烈，則轉(zhuǎn)彎的頻率會(huì)降低;反之，當(dāng)“正”或“所需”的氣味變?nèi)鯐r(shí)，他們的可能性更大。這種被稱為趨化性的行為最終使他們趨向于在所需的感覺(jué)刺激達(dá)到峰值時(shí)所處的位置。機(jī)器人群中的分組策略并評(píng)估其有效性。

博伊爾解釋說(shuō)：“這種策略的主要好處是它只需要一個(gè)模擬傳感器，因?yàn)殡S著動(dòng)物的移動(dòng)，梯度會(huì)隨著時(shí)間的推移而被檢測(cè)到。” 博伊爾解釋說(shuō)：“在我們的工作中，我們用聲音代替了氣味，因?yàn)槭褂脵C(jī)器人可以更輕松地創(chuàng)建和感知?dú)馕?，并且隨著來(lái)源的發(fā)展，它也變得越來(lái)越弱。” “這種方法的主要優(yōu)勢(shì)在于，它允許一群群機(jī)器人被限制在一個(gè)特定區(qū)域(即聲源周圍)，而無(wú)需物理邊界，制圖能力或復(fù)雜的傳感系統(tǒng)。”