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简单的机器人,智能算法:受粒子在棋盘上运动的理论模型的启发
2021年05月12日    阅读量:3643     新闻来源:中网信息    |  投稿

任何有孩子的人都知道,虽然控制一个孩子可能很困难,但同时控制多个孩子几乎是不可能的。除非研究人员使用日益复杂的组件和算法精心编排它们的交互作用(例如形成的飞机),否则要使一大群机器人集体工作也同样具有挑战性。


但是,当手头的机器人简单,不一致并且缺乏协调行为的复杂编程时,可以可靠地实现什么呢?


简单的机器人,智能算法:受粒子在棋盘上运动的理论模型的启发 中网信息


由佐治亚理工学院的高级计算教授Dana Randall和Dunn家庭物理学教授Daniel Goldman带领的一组研究人员试图证明,即使最简单的机器人仍然可以完成远远超出一个机器人能力的任务,甚至其中的几个中国机械网okmao.com


用团队称为“哑机器人”(本质上是移动的颗粒)完成这些任务的目标超出了他们的期望,研究人员报告说能够去除所有传感器,通信,内存和计算-而是完成一组任务通过利用机器人的物理特征,团队称其为“任务体现”。


Randall解释说,该团队的BOBbot或“行为,组织,嗡嗡作响的机器人”以粒状物理学先驱Bob Behringer的名字命名,“它们变得愚蠢至极”。“他们的圆柱形底盘下面有振动刷,周围有松散的磁铁,这使它们在有更多邻居的地方花费了更多的时间。”


该实验平台由佐治亚理工大学物理系学生圣凯利(Shengkai Li)领导的精确计算机仿真所补充,是研究系统方面的不便之处,以方便在实验室中进行研究。


尽管BOBbot很简单,但研究人员发现,当机器人相互移动并撞击时,“紧凑的聚集体形式能够共同清除难以独自移动的沉重碎片”


“尽管大多数人制造越来越复杂和昂贵的机器人来保证协调,但我们希望看到使用非常简单的机器人可以完成哪些复杂的任务。”


正如2021年4月23日在《科学进展》杂志上报道的那样,他们的工作受到了在棋盘上运动的粒子理论模型的启发。


开发了一种称为自组织粒子系统的理论抽象,以严格研究BOBbot的数学模型。


利用概率论,统计物理学和随机算法的思想,研究人员能够证明理论模型会随着磁相互作用的增加而发生相变-在大型紧凑的簇中突然从分散变为聚集,类似于我们的相变。可以在常见的日常系统中看到,例如水和冰。


“严格的分析不仅向我们展示了如何构建BOBbot,而且还揭示了我们算法固有的鲁棒性,从而使某些机器人出现了故障或无法预测。”


同时担任计算机科学与辅助教授的Randall指出。佐治亚理工学院数学教授。


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