以魚爲靈感的(de)小型水(shuǐ)上機器人(rén)

每隻藍精靈的(de)設計靈感來(lái)自于浪湧魚，長(cháng)130毫米（5.1英寸）

我們已經聽(tīng)說過小型飛(fēi)行或輪式機器人(rén)，它們通(tōng)過協作“群”來(lái)協作完成任務。哈佛大(dà)學的(de)研究人(rén)員(yuán)現在更進一步，開發出了(le)小型水(shuǐ)下(xià)機器人(rén)，它們像魚一樣聚集在一起。

這(zhè)種以魚爲靈感的(de)機器人(rén)被稱爲藍精靈，每一個(gè)都包含兩個(gè)廣角攝像機和(hé)三個(gè)高(gāo)可(kě)見度的(de)藍色LED。它們通(tōng)過拍(pāi)打尾巴和(hé)移動鳍來(lái)遊泳。

結合其兩個(gè)攝像頭的(de)3D計算(suàn)機視覺輸出，每個(gè)藍精靈都能夠确定水(shuǐ)箱中所有其他(tā)藍精靈相對(duì)于自身的(de)距離、方向和(hé)航向。通(tōng)過使用(yòng)自定義算(suàn)法分(fēn)析數據，集體“Blueswarm”因此能夠執行聚合、分(fēn)散和(hé)循環遊泳等操作。

該研究的(de)第一作者、博士候選人(rén)弗洛裏安·貝林(lín)格（Florian Berlinger）說：“如果我們想讓機器人(rén)聚集在一起，那麽每一隻藍精靈都會計算(suàn)出它的(de)每個(gè)鄰居的(de)位置，然後向中心移動。”。“如果我們想讓機器人(rén)散開，藍精靈會做(zuò)相反的(de)事情。如果我們想讓它們像一所學校一樣在一個(gè)圓圈裏遊泳，它們被編程成順時(shí)針方向跟随前方的(de)燈光(guāng)。”

在這(zhè)項技術可(kě)能的(de)搜索和(hé)救援應用(yòng)的(de)演示中，藍精靈被編程成分(fēn)散在整個(gè)坦克中，直到其中一隻藍精靈接近紅燈時(shí)發現它的(de)存在。然後，機器人(rén)開始閃爍其LED，觸發周圍的(de)其他(tā)藍色物(wù)體聚集。

雖然藍精靈本身可(kě)能無法拯救任何人(rén)，但核心技術也(yě)可(kě)以應用(yòng)于更大(dà)、能力更強的(de)自主水(shuǐ)下(xià)機器人(rén)。它還(hái)可(kě)用(yòng)于生态敏感地區(qū)的(de)環境監測，或研究魚類的(de)就學行爲等應用(yòng)。

貝林(lín)格說：“機器人(rén)通(tōng)常部署在人(rén)類無法接近或危險的(de)地區(qū)，在這(zhè)些地區(qū)甚至不可(kě)能進行人(rén)類幹預。在這(zhè)些情況下(xià)，擁有一個(gè)高(gāo)度自治、自給自足的(de)機器人(rén)群确實對(duì)你有好處。通(tōng)過使用(yòng)隐式規則和(hé)3D視覺感知，我們能夠創建一個(gè)在GPS和(hé)Wi-Fi等設備無法訪問的(de)水(shuǐ)下(xià)高(gāo)度自治和(hé)靈活的(de)系統。”

在拉迪卡·納格帕爾教授的(de)實驗室裏進行的(de)一篇關于這(zhè)項研究的(de)論文最近發表在《科學機器人(rén)學》雜(zá)志上。

資料來(lái)源：哈佛大(dà)學約翰·A·保爾森工程與應用(yòng)科學學院