研究人员使用多个 3D 打印的小型机器人构建机器人

来自 佐治亚理工学院的研究人员已经建造了一台完全由小型机器人组成的机器人，这些小型机器人被称为“智能颗粒”。这种新的移动技术挑战了传统的使用电机、电池、执行器、身体部件、腿部和轮子的方式来制造机器人。

这项新研究得到了陆军研究办公室、国家科学基金会和西北大学研究人员的支持。它发表在 机器人科学 杂志上。

这些 3D 打印的智能活性颗粒只能执行挥动它们的两个手臂的功能。当五个这样的颗粒被限制在一个圆圈内时，它们的潜力就会发生变化。当它们聚集在一起时，它们形成了一个被称为“超级智能颗粒”的机器物理系统，通过互相推挤。然后，这个超级智能颗粒就可以独立移动。如果添加了声音或光传感器，它就可以通过刺激来控制。

这个新系统仍处于初期阶段，但制造机器人通过将较小的机器人分组在一起的想法具有巨大的潜力。它提供了群体能力，并且可能会导致对小型机器人的机械控制。较小的机器人分组还可能导致新的移动方式。

丹·戈德曼是佐治亚理工学院物理学院的邓恩家族教授。

“这些是非常基本的机器人，它们的行为主要受机械和物理定律的支配，”他说。“我们不打算在它们上面添加复杂的控制、感知和计算。随着机器人变得越来越小，我们将不得不使用机械和物理原理来控制它们，因为它们不会具有我们需要的计算和感知能力。”

这项研究是基于对建筑用的弹簧的研究，这些弹簧被倒入一个带有可拆卸侧面的容器中。加利福尼亚大学圣地亚哥分校的前博士生，现在是该大学的教师，尼克·格拉维什，然后移除了容器的墙壁来创建可以独立站立的结构。他意识到机械物体可以被组合在一起，以创建可以做更多事情的结构，而不是它们的个别组件。

“由其他基本机器人组成的机器人成为我们的愿景，”戈德曼说。“你可以想象制造一个机器人，通过调整其几何参数，出现了新的行为。”

研究生研究助理威尔·萨沃伊从 3D 打印机中创建了带有电池的智能颗粒。它们具有电机、简单的传感器和一些计算能力。单独的智能颗粒不能做太多事情，但当它们被放在一个环中时，它们可以改变位置并相互作用。

“即使没有单个机器人可以移动，当多个机器人组成一个云时，它们可以通过推开和拉近来移动和收缩，”戈德曼说。“如果你把一个环放在小机器人的云周围，它们开始相互踢球，较大的环——我们称之为超级智能颗粒——会随机移动。”

研究人员还发现，他们可以使用光传感器来控制机器人的移动。他们可以通过一束光线来停止机器人的手臂的挥动。

“如果你以正确的角度调整手电筒，你可以突出你想要不活动的机器人，这会导致环向它移动或远离它，即使没有机器人被编程来朝向光线，”戈德曼解释说。“这使得集合能够以一种非常基本的随机方式进行控制。”

这些新发展将有助于创建由多个较小设备组成的机器人群。它们可以被修改以便在各种情况和应用中使用。美国陆军也对这个新项目感兴趣，因为它可以帮助创建能够改变其模式和功能的形状可变机器人。