科學家們創造了一個由一千多個硬幣大小的機器人組成的群體，這些機器人可以透過與鄰居交流，將自己組裝成二維形狀。
這個由 1024 個成員組成的人造群體（在 8 月 15 日的《科學》雜誌上進行了描述）是迄今為止展示集體行為的最大群體。研究人員表示，這些微型機器使用的自組織技術可以幫助開發能夠自我重新配置的“變形”機器人，並且它們可能會揭示自然界中複雜的群體是如何形成的。
這些冰球狀的機器人被稱為千位機器人（Kilobots），每個成本約為 20 美元，並被程式設計了一套簡單的規則和要形成的形狀影像。首先，這些機器人以緊密排列、任意的形狀排列在平面上。然後，將四個“種子機器人”放置在群體旁邊的叢集中，而群體遠處的機器人開始在編隊的邊緣向種子移動，由使它們像響鈴手機一樣振動的馬達推動。
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機器人使用紅外光進行通訊，但它們只能與離它們最近的機器人傳輸和接收資訊，因此它們無法“看到”整個群體。然而，種子機器人充當座標系的原點；關於它們位置的資訊像山峰上的烽火訊號一樣向外傳播到整個群體。這使得每個機器人都能確定自己所處的位置，以及是否位於研究人員程式設計的形狀內。在大約 12 小時的時間裡，程式設計好的配置（如字母“K”或一顆星星）會逐個機器人地形成。
變形金剛
賓夕法尼亞大學費城分校的機器人工程師馬克·葉姆（Mark Yim）表示，建造和操作如此龐大的群體是一項令人印象深刻的工程壯舉，他沒有參與這項研究。他說，以前的群體可程式設計機器人演示涉及大約 50 個單元。
哈佛大學位於馬薩諸塞州劍橋市的計算機科學家、該研究的主要作者邁克爾·魯本斯坦（Michael Rubenstein）表示，這種變形機器人群類似於用自己的身體建造橋樑的螞蟻，展示了模組化行為，使它們能夠快速適應周圍環境。
他認為，這種行為可能有助於創造可程式設計物質：微小的、沙粒大小的機器人，它們可以將自己重新排列成任何形狀的工具，例如扳手。魯本斯坦說，這些未來的機器人將“像一臺三維印表機一樣，但不是用塑膠細絲列印，而是用可以移動自己的機器人列印”。
這些變形技術的更具未來感的應用可能在於可重新配置的機器人——現實生活中的變形金剛。葉姆已經建造了一個模組化機器人，它可以將自己從四足配置轉變為類似蛇的鏈條，並表示這項新研究可以幫助進一步完善這種轉變。
但是，千位機器人並非萬無一失。一個緩慢的機器人可能會在外邊緣造成“交通堵塞”，並且由於千位機器人不精確的跟蹤以及它們在停止之前傾向於相互碰撞，形狀往往看起來是扭曲的。
哈佛大學的數學家兼物理學家 L·馬哈德萬（L. Mahadevan）表示，儘管如此，這些不完美之處可能為了解自然動物群體的運作方式提供見解，他沒有參與這項工作。他想象使用千位機器人群來測試昆蟲的集體行為是如何發展、競爭和演變的。甚至人類行為有多少是由中心思想決定，而不是由區域性反射決定的問題，都可以透過千位機器人實驗來了解。“我認為這隻受你的想象力的限制，”他說。“它將是一個非常棒的工具包。”
本文經許可轉載，並於 2014 年 8 月 14 日首次發表。