资源共享提高机器人的弹性

Mori3 模块化折纸机器人。图片来源:洛桑联邦理工学院。根据 CC-BY-SA 转载。作者:Celia Luterbacher 如果机器人的目标是执行某项功能,那么在机器人设计方面,尽量减少失败的可能性就是首要任务。但这种最小化与机器人存在的理由相矛盾:具有多个 [...] 的系统

来源:Robohub

Mori3 模块化折纸机器人。图片来源:洛桑联邦理工学院。根据 CC-BY-SA 转载。

作者:西莉亚·卢特巴赫

如果机器人的目标是执行某项功能,那么在机器人设计方面,最大限度地减少失败的可能性就是首要任务。但这种最小化与机器人存在的理由相矛盾:具有多个单元或代理的系统可以执行更多样化的功能,但它们也有更多可能发生故障的不同部分。

由洛桑联邦理工学院工程学院可重构机器人实验室 (RRL) 负责人 Jamie Paik 领导的研究人员不仅规避了这个问题,而且翻转了它:他们设计了一种模块化机器人,通过在各个代理之间共享资源,实际上降低了失败的几率。

“我们第一次找到了一种方法,可以扭转随着功能的增加而导致失败几率增加的趋势,”Paik 解释道。 “我们引入本地资源共享作为机器人技术的新范例,通过大量模块降低故障率。”

在《Science Robotics》上发表的一篇论文中,该团队展示了如何利用冗余资源并在本地共享这些资源,使模块化折纸机器人能够成功地在复杂的地形中导航,即使一个模块完全失去了电源、传感和无线通信能力。

分享就是关爱

RRL 团队从大自然中汲取创新灵感,失败的问题通常可以通过集体解决。鸟类通过集群行为分享本地感知信息,一些树木利用空气中的信号向邻居传达威胁,细胞不断地跨膜输送营养物质,这样任何个体的死亡都不会显着影响整个生物体。

在他们的研究中,RRL 团队使用了一种称为“超级冗余”的技术:在所有模块之间共享所有关键电源、通信和传感资源,而不需要对机器人的物理结构进行任何更改。

参考文献