一群機(jī)器魚(yú)本周登上了科學(xué)機(jī)器人的封面，由哈佛大學(xué)的研究人員提供。Florian Berlinger、Melvin Gauchi 和 Radhika Nagpal 發(fā)表了一篇論文，題目是“受魚(yú)啟發(fā)的機(jī)器人群中 3D 水下集體行為的隱式協(xié)調(diào)”。這些小機(jī)器人也非常非?？蓯?ài)。

本研究中的 3D 水下機(jī)器人集體稱為 Blueswarm。這些機(jī)器人被稱為 Bluebots。每個(gè) Bluebot 都具有 3D 視覺(jué)感知能力，并通過(guò)“自主 3D 多鰭運(yùn)動(dòng)”四處游蕩。

這個(gè)機(jī)器人使用一個(gè)尾鰭、兩個(gè)胸鰭和一個(gè)背鰭。背鰭處理垂直潛水以控制深度，而其他三個(gè)鰭則用于實(shí)現(xiàn)“幾乎獨(dú)立的向前和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)”。

每個(gè) Bluebot 都與兩個(gè)攝像頭配合使用，使其擁有幾乎全向的視野。Bluebot 攝像頭收集的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理以確定附近其他 Bluebot 機(jī)器人的動(dòng)作。有了這些信息，每個(gè) Bluebot 都能夠采取行動(dòng)和做出反應(yīng)——他們看到他們的機(jī)器魚(yú)伙伴，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行本地決策。

Bluebot 機(jī)器人通過(guò)一對(duì) LED 燈檢測(cè)彼此。每個(gè)機(jī)器人都有自己的兩盞燈，并且每個(gè) Bluebot 相機(jī)都經(jīng)過(guò)訓(xùn)練以專(zhuān)注于這些燈。每個(gè) Bluebot 都經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，可以根據(jù)檢測(cè)到的與外來(lái)物體的距離來(lái)對(duì)一組參數(shù)做出反應(yīng)。

當(dāng)使用最新的 Blueswarm 軟件和 Bluebot 硬件時(shí)，每個(gè)機(jī)器人都可以根據(jù)任何一個(gè)或整個(gè)群體的運(yùn)動(dòng)來(lái)采取行動(dòng)和做出反應(yīng)。

一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，部署了七個(gè) Bluebot 以尋找水箱中的紅光源。每個(gè) Bluebot 都能夠相互搜索、收集和發(fā)出警報(bào)。在下面的圖表中，您將看到藍(lán)色、綠色和黃色指示的搜索、收集和警報(bào)。

一旦一個(gè)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)了紅色光源，它就會(huì)從藍(lán)色(搜索)切換到黃色(警報(bào))。一旦發(fā)生這種情況，其他每個(gè) Bluebot 都開(kāi)始切換為綠色(聚集)，向第一個(gè)蜂擁而至，因?yàn)樗鼈儥z測(cè)到第一個(gè)機(jī)器人的黃色(警報(bào))。

這顯示了對(duì)刺激的理解和反應(yīng)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。如果您在野外或在視頻中看到過(guò)一群魚(yú)，您就會(huì)看到與這些 Bluebot 機(jī)器人所展示的類(lèi)似的東西?，F(xiàn)在，為了讓那些旱地跑步機(jī)器人同步——我們手上可以有一個(gè)侏羅紀(jì)公園般的情況，沒(méi)有汗水!

有關(guān) Bluebots 和 Blueswarm 的更多信息，請(qǐng)查看研究論文“受魚(yú)啟發(fā)的機(jī)器人群中 3D 水下集體行為的隱式協(xié)調(diào)”。本文由 Florian Berlinger、Melvin Gauchi 和 Radhika Nagpal 撰寫(xiě)。您可以在 Vol. 10.1126/scirobotics.abd8668 中找到代碼為 DOI 的這篇論文。6，Science Robotics 第 50 期，定于 2021 年 1 月 20 日出版。