數(shù)以百計(jì)的小型機(jī)器人可以在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中合作，以純粹基于本地交流和移動(dòng)而無(wú)需底層總體規(guī)劃的方式創(chuàng)建具有生物學(xué)靈感的形狀。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，來(lái)自EMBL，CRG和布里斯托爾機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的研究人員向蜂群機(jī)器人引入了自組織的生物學(xué)原理。結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》上。

EMBL巴塞羅那小組組長(zhǎng)詹姆斯·夏普說(shuō)：“我們表明，有可能將自然界的自組織概念應(yīng)用于機(jī)器人等人類技術(shù)。” “這令人著迷，因?yàn)榕c我們?cè)谏飳W(xué)中看到的堅(jiān)固性相比，技術(shù)非常脆弱。如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部件發(fā)生故障，通常會(huì)導(dǎo)致汽車無(wú)法工作。相反，當(dāng)生物系統(tǒng)中的一個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)，例如，如果一個(gè)單元意外死亡，它不會(huì)破壞整個(gè)系統(tǒng)，通常以后會(huì)被另一個(gè)單元替換。如果我們能夠在技??術(shù)上實(shí)現(xiàn)相同的自組織和自我修復(fù)，則可以使它變得更加有用比現(xiàn)在。”

在機(jī)器人群中看到的形狀形成

完整的實(shí)驗(yàn)平均持續(xù)三個(gè)半小時(shí)。受生物學(xué)啟發(fā)，這些機(jī)器人可以存儲(chǔ)形態(tài)發(fā)生子，即攜帶圖案信息的虛擬分子。顏色信號(hào)的各個(gè)機(jī)器人的形態(tài)發(fā)生素濃度：綠色表示非常高的形態(tài)發(fā)生素的值，藍(lán)，紫指示較低的值，并且沒(méi)有顏色表示虛擬不存在在該形態(tài)發(fā)生素的機(jī)器人。每個(gè)機(jī)器人的形態(tài)發(fā)生子濃度會(huì)廣播到10厘米范圍內(nèi)的相鄰機(jī)器人。出現(xiàn)的斑點(diǎn)的整體模式驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的重新定位，以生長(zhǎng)出從群伸出的突起。

團(tuán)隊(duì)在投幣式機(jī)器人中安裝的唯一信息是如何與鄰居互動(dòng)的基本規(guī)則。實(shí)際上，他們專門(mén)對(duì)群體中的機(jī)器人進(jìn)行了編程，使其行為類似于組織中的細(xì)胞。這些“遺傳”規(guī)則模仿了自然界觀察到的圖靈模式的系統(tǒng)，例如手指在手上的排列或豹子上的斑點(diǎn)。通過(guò)這種方式，該項(xiàng)目匯集了艾倫·圖靈(Alan Turing)的兩個(gè)著迷點(diǎn)：計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)中的模式形成。