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| 本文作者： 赵青晖 | 2016-12-13 17:29 |
Siggraph Asia 2016上的学生作品
在刚刚结束不久的Siggraph Asia 2016会议上，雷锋网见到了一组集群机器人，这组机器人是由日本东京大学的学生研发而成，根据现场演示，这些小家伙能够团队协作或者使用领头机器人指挥来完成特定的任务。
由于Siggraph Asia 2016是图形会议，所以这组机器人最重要的地方也是在视觉上，能完成的任务也很有限，最多是追着地板上的图画集群跑动而已，而且体型很大。而我们今天要说的同样是集群机器人，不过比前者要更小更高端，因为这些机器人可以真的帮人干活了。
这个（or叫这一堆）机器人名叫Zooids，是由斯坦福大学图形实验室（Shape Lab at Stanford University ）和法国国家信息与自动化研究所的Aviz团队（Aviz team at Inria ）等共同研发。最早Zooids在10月份的东京的 UIST 大会上亮相就备受关注。Zooids的名字来源于一种无脊椎的群聚动物，也象征着这堆机器人需要合作才能完成一些事情。
那么这些机器人能够做什么呢？
目前Zooids可以完成一些简单的任务，比如在桌面上帮你简单的收拾一下桌子，或者根据你发出的指令帮你递一下东西。这些动作都可以利用编程设计相应的指令，通过手机APP来操控他们。
当然，以上这些简单的动作也只能证明群集机器人可以帮人类完成一些简单的任务，但实际用途不大，这也是因为目前该机器人只属于一个实验室产物，并没有过于完善。因为集群机器人的特殊属性，以至于他们通常不会单独行动，所以，在调戏他们这一方面有更高的可玩性。
比如说，你可以手动操作其中一个机器人，来指挥其他机器人的移动，使其进行不同的图形排列。这些机器人还可以排出不同的文字形状，来表达相应的信息，假如你想给你女友来把浪漫什么的，就可以让这些奇迹人在桌上摆个“I LOVE YOU”什么的，虽然很土很俗套，但机器人自带的高科技属性绝对比在地上摆蜡烛要强得多。
当然，想让机器人做什么，这些都取决于开发者想如何给他们发送指令。
这些小家伙是怎么做到这些的呢？
从个体的硬件来看，Zooids是一个圆柱形的机器人，直径仅为2.6cm，高2.1cm，重量仅为12g。麻雀虽小五脏俱全，Zooids内置了nRF24L01无线电基站模块、触摸传感器、陀螺仪等接收、传感器装备，底部是一组能够自由扭动的轮子。每个机器人内部带有一个100毫安时的锂电池给机器人供电，根据该机器人的研发团队介绍，机器人在特定的桌面环境下运行时，桌面可以直接给机器人充电，也就是说可以做到无线续航的能力。
另外Zooids还配备了一个带有光学跟踪的高速投影仪，来对机器人的活动执行进行环境搭建。这一点跟Siggraph Asia 2016上的集群机器人有些相似，不过相对起来，Zooids更加小巧灵活，并且前者集群机器人需要在特定的极暗环境下才能识别投影光，而Zooids并对环境的要求更宽松一些。
Zooids的主要原理就是，在活动区域上方的投影仪向下方投射高达3000Hz高帧速率的特定编码序列，然后机器人顶部的光电接收器会去接收这些信息并对其进行解码，从而追踪投影仪发出的指令信息并进行执行。执行过程中还会有无线电作为指令辅助，更能保障机器人运动的精确性。
此前哈佛大学也研发过相应的集群机器人，并通过震动马达腿让机器人移动并完成任务，不过也这些机器人能做的也只是简单的事情。就如刚刚所说，目前来说，这些集群机器人的娱乐属性要远大于实用属性，不过这并不能说明集群机器人就是没用的。
集群机器人的特征就是”人多力量大“，我们生活中见过很多类似的场景，比如蚂蚁倾巢出动去搬运一件比他们本身大的多的物件，或者蜂巢里的工蜂们群体出动合作采集。集群机器人也是如此，他们需要群体出动相互协作才能完成任务虽然这么做比较麻烦，但是也有相应的优点。比如灵活性高、个体机器人制造结构相对简单，其更多的技术还是集中在平台控制方面，有更大的开发空间。
目前集群协作机器人越来越受研发者的重视，如何能让机器人与机器人之间更好的协作，甚至如何突破集群机器人在二维运动层面的局限，让集群更加灵活，让多个小的机器人随意组成一个整体大的机器人，都是未来的研发方向，然而现在只是一个开始。
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