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| 本文作者： 趙青暉 | 2016-12-13 17:29 |
Siggraph Asia 2016上的學生作品
在剛剛結束不久的Siggraph Asia 2016會議上，雷鋒網見到了一組集群機器人，這組機器人是由日本東京大學的學生研發而成，根據現場演示，這些小家伙能夠團隊協作或者使用領頭機器人指揮來完成特定的任務。
由于Siggraph Asia 2016是圖形會議，所以這組機器人最重要的地方也是在視覺上，能完成的任務也很有限，最多是追著地板上的圖畫集群跑動而已，而且體型很大。而我們今天要說的同樣是集群機器人，不過比前者要更小更高端，因為這些機器人可以真的幫人干活了。
這個（or叫這一堆）機器人名叫Zooids，是由斯坦福大學圖形實驗室（Shape Lab at Stanford University ）和法國國家信息與自動化研究所的Aviz團隊（Aviz team at Inria ）等共同研發。最早Zooids在10月份的東京的 UIST 大會上亮相就備受關注。Zooids的名字來源于一種無脊椎的群聚動物，也象征著這堆機器人需要合作才能完成一些事情。
那么這些機器人能夠做什么呢？
目前Zooids可以完成一些簡單的任務，比如在桌面上幫你簡單的收拾一下桌子，或者根據你發出的指令幫你遞一下東西。這些動作都可以利用編程設計相應的指令，通過手機APP來操控他們。
當然，以上這些簡單的動作也只能證明群集機器人可以幫人類完成一些簡單的任務，但實際用途不大，這也是因為目前該機器人只屬于一個實驗室產物，并沒有過于完善。因為集群機器人的特殊屬性，以至于他們通常不會單獨行動，所以，在調戲他們這一方面有更高的可玩性。
比如說，你可以手動操作其中一個機器人，來指揮其他機器人的移動，使其進行不同的圖形排列。這些機器人還可以排出不同的文字形狀，來表達相應的信息，假如你想給你女友來把浪漫什么的，就可以讓這些奇跡人在桌上擺個“I LOVE YOU”什么的，雖然很土很俗套，但機器人自帶的高科技屬性絕對比在地上擺蠟燭要強得多。
當然，想讓機器人做什么，這些都取決于開發者想如何給他們發送指令。
這些小家伙是怎么做到這些的呢？
從個體的硬件來看，Zooids是一個圓柱形的機器人，直徑僅為2.6cm，高2.1cm，重量僅為12g。麻雀雖小五臟俱全，Zooids內置了nRF24L01無線電基站模塊、觸摸傳感器、陀螺儀等接收、傳感器裝備，底部是一組能夠自由扭動的輪子。每個機器人內部帶有一個100毫安時的鋰電池給機器人供電，根據該機器人的研發團隊介紹，機器人在特定的桌面環境下運行時，桌面可以直接給機器人充電，也就是說可以做到無線續航的能力。
另外Zooids還配備了一個帶有光學跟蹤的高速投影儀，來對機器人的活動執行進行環境搭建。這一點跟Siggraph Asia 2016上的集群機器人有些相似，不過相對起來，Zooids更加小巧靈活，并且前者集群機器人需要在特定的極暗環境下才能識別投影光，而Zooids并對環境的要求更寬松一些。
Zooids的主要原理就是，在活動區域上方的投影儀向下方投射高達3000Hz高幀速率的特定編碼序列，然后機器人頂部的光電接收器會去接收這些信息并對其進行解碼，從而追蹤投影儀發出的指令信息并進行執行。執行過程中還會有無線電作為指令輔助，更能保障機器人運動的精確性。
此前哈佛大學也研發過相應的集群機器人，并通過震動馬達腿讓機器人移動并完成任務，不過也這些機器人能做的也只是簡單的事情。就如剛剛所說，目前來說，這些集群機器人的娛樂屬性要遠大于實用屬性，不過這并不能說明集群機器人就是沒用的。
集群機器人的特征就是”人多力量大“，我們生活中見過很多類似的場景，比如螞蟻傾巢出動去搬運一件比他們本身大的多的物件，或者蜂巢里的工蜂們群體出動合作采集。集群機器人也是如此，他們需要群體出動相互協作才能完成任務雖然這么做比較麻煩，但是也有相應的優點。比如靈活性高、個體機器人制造結構相對簡單，其更多的技術還是集中在平臺控制方面，有更大的開發空間。
目前集群協作機器人越來越受研發者的重視，如何能讓機器人與機器人之間更好的協作，甚至如何突破集群機器人在二維運動層面的局限，讓集群更加靈活，讓多個小的機器人隨意組成一個整體大的機器人，都是未來的研發方向，然而現在只是一個開始。
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