在一個龐大的魚群中游泳的魚有著復雜而同步的行為來幫助它們尋找食物、遷徙和躲避捕食者。魚群不是由一條魚或一個團隊來協調的,魚也不會互相交流下一步該做什么,這種群動的方式是由于某條魚根據其鄰居的行為做出決定而發生的所謂隱式協調。
哈佛大學John A工程和應用科學學院和Wise biological inspiration工程研究所的一組研究人員開發了以魚為靈感的機器人,能夠像真正的魚一樣在沒有外部控制的情況下同步它們的運動。
研究人員表示,這是他們首次展示水下機器人復雜的3D集體行為和隱式協調。該團隊使用隱式協調和3D視覺感知來創建一個具有高度自主性和靈活性的系統,可以在沒有GPS和Wi-Fi的環境下進行水下操作。機器人經常被部署在人類無法進入或危險的地區,在這些區域無法進行人工干預。在這樣的情況下,擁有這款的自主機器人有很大的好處。
機器人群被稱為Blueswarm。研究人員使用藍色LED燈作為他們基于視覺的協調系統。每個水下機器人(稱為Bluebot),都配備有兩個攝像頭和三個LED燈。每個機器人都有內置的魚眼鏡頭攝像頭,可以使用自定義算法檢測相鄰機器人的LED,以確定距離、方向和方向。
該系統允許機器人展示復雜的自組織行為,包括聚集、分散和圓圈。科學家說,每個機器人都會對鄰居的位置做出隱式反應。機器人使用紅燈執行簡單的搜索任務,分散算法使機器人開,直到一個機器人接觸到光源,LED燈閃爍,并觸發聚集算法,使所有機器人聚集在目標上。
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