科学家们创造了一个由一千多个硬币大小的机器人组成的群体，这些机器人可以通过与邻居交流，将自己组装成二维形状。
这个由 1024 个成员组成的人造群体（在 8 月 15 日的《科学》杂志上进行了描述）是迄今为止展示集体行为的最大群体。研究人员表示，这些微型机器使用的自组织技术可以帮助开发能够自我重新配置的“变形”机器人，并且它们可能会揭示自然界中复杂的群体是如何形成的。
这些冰球状的机器人被称为千位机器人（Kilobots），每个成本约为 20 美元，并被编程了一套简单的规则和要形成的形状图像。首先，这些机器人以紧密排列、任意的形状排列在平面上。然后，将四个“种子机器人”放置在群体旁边的集群中，而群体远处的机器人开始在编队的边缘向种子移动，由使它们像响铃手机一样振动的马达推动。
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机器人使用红外光进行通信，但它们只能与离它们最近的机器人传输和接收信息，因此它们无法“看到”整个群体。然而，种子机器人充当坐标系的原点；关于它们位置的信息像山峰上的烽火信号一样向外传播到整个群体。这使得每个机器人都能确定自己所处的位置，以及是否位于研究人员编程的形状内。在大约 12 小时的时间里，编程好的配置（如字母“K”或一颗星星）会逐个机器人地形成。
变形金刚
宾夕法尼亚大学费城分校的机器人工程师马克·叶姆（Mark Yim）表示，建造和操作如此庞大的群体是一项令人印象深刻的工程壮举，他没有参与这项研究。他说，以前的群体可编程机器人演示涉及大约 50 个单元。
哈佛大学位于马萨诸塞州剑桥市的计算机科学家、该研究的主要作者迈克尔·鲁本斯坦（Michael Rubenstein）表示，这种变形机器人群类似于用自己的身体建造桥梁的蚂蚁，展示了模块化行为，使它们能够快速适应周围环境。
他认为，这种行为可能有助于创造可编程物质：微小的、沙粒大小的机器人，它们可以将自己重新排列成任何形状的工具，例如扳手。鲁本斯坦说，这些未来的机器人将“像一台三维打印机一样，但不是用塑料细丝打印，而是用可以移动自己的机器人打印”。
这些变形技术的更具未来感的应用可能在于可重新配置的机器人——现实生活中的变形金刚。叶姆已经建造了一个模块化机器人，它可以将自己从四足配置转变为类似蛇的链条，并表示这项新研究可以帮助进一步完善这种转变。
但是，千位机器人并非万无一失。一个缓慢的机器人可能会在外边缘造成“交通堵塞”，并且由于千位机器人不精确的跟踪以及它们在停止之前倾向于相互碰撞，形状往往看起来是扭曲的。
哈佛大学的数学家兼物理学家 L·马哈德万（L. Mahadevan）表示，尽管如此，这些不完美之处可能为了解自然动物群体的运作方式提供见解，他没有参与这项工作。他想象使用千位机器人群来测试昆虫的集体行为是如何发展、竞争和演变的。甚至人类行为有多少是由中心思想决定，而不是由局部反射决定的问题，都可以通过千位机器人实验来了解。“我认为这只受你的想象力的限制，”他说。“它将是一个非常棒的工具包。”
本文经许可转载，并于 2014 年 8 月 14 日首次发表。