认识聪明的机器人鱼学校Blueswarm名为Bluebots的ro鱼自主地同步游泳许怀欣

认识聪明的机器人鱼学校Blueswarm，名为Bluebots的ro鱼自主地同步游泳

任何看过海底自然纪录片的人 都对学校鱼的表演，飞镖，同步的芭蕾舞和成千上万的表演感到惊讶。

这些本能的运动启发了哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院和Wyss生物启发工程学院的研究人员。结果不仅可以改善水下机器人的性能和可靠性，还可以改善其他需要分散运动和组织的车辆，例如自动驾驶汽车和机器人太空探索

鱼群Blueswarm是由Radhika Nagpal领导的团队创??建的，该实验室是自组织系统的先驱。奇特可爱的机器人可以像生物鱼一样同步动作，无需其他外部控制，就可以从其身体健康的邻居那里获得线索。Nagpal告诉IEEE Spectrum，这是一个里程碑，在水下机器人中通过隐式协调来演示复杂的3D行为。

Nagpal说：“这项研究的见识将帮助我们开发未来的微型水下虫群，它们可以在视觉丰富但脆弱的环境中进行环境监测和搜索。” “这项研究还通过综合重现其行为，为更好地了解鱼群铺平了道路。”

该研究发表在《科学机器人》上，第一作者是弗洛里安·柏林格。柏林伯格说，“蓝点”机器人在3D打印的船体中集成了三盏蓝色LED灯，一块锂聚合物电池，一对相机，一台Raspberry Pi计算机和四个可控鳍。鱼眼镜头相机会检测其同伴游泳者的LED，并应用自定义算法来计算距离，方向和航向。

基于简单的LED光产生和检测，该团队证明了Blueswarm可以自组织行为，包括聚集，分散和形成圆环-基本上是按顺时针方向游泳。研究人员还模拟了一次成功的搜索任务，即自主的 海底总动员。 使用他们的分散算法，机器人学校得以扩展，直到可以检测到坦克中的红灯为止。然后其蓝色LED闪烁，触发聚集算法以聚集周围的学校。这样的机器人群在海上搜救任务中可能会被证明是有价值的，该任务涵盖了数英里的开阔水域并向其同伴汇报。

“每个Bluebot都会对邻居的立场做出隐性反应，” Berlinger说。鱼-也许是RoboCod？-还集成了Wifi模块，以允许远程上传新行为。该实验室以前的工作包括由1000人组成的“ Kilobots ”军队和受白蚁启发的机器人施工人员。这两个项目都在二维空间中进行。但是，像空气或水这样的3D环境对传感和移动提出了更严峻的挑战。

柏林伯格指出，从本质上讲，没有规模大的首席执行官来指导学校的运动。鱼也不能传达其意图。取而代之的是，所谓的“隐式协调”指导学校的集体行为，其中个别成员根据邻居的行为执行高速移动。这种分散的，自治的组织长期以来一直吸引着科学家，包括机器人技术领域的科学家。

在这种情况下，拥有一个自给自足的高度自治的机器人群体确实对您有益。通过使用隐式规则和3D视觉感知，我们能够在水下无法访问GPS和WiFi之类的系统中创建具有高度自治性和灵活性的系统。”

Berlinger补充说，这项研究有一天可能会转化为任何需要去中心化机器人的事物，从无人驾驶汽车和亚马逊仓库的汽车到遥远星球的探索，在这些星球上，延迟时间短，使得无法快速传输命令。当今的半自动汽车在可靠地感测和响应其复杂的环境时面临着自己的技术障碍，包括恶劣的天气遮挡了车载传感器或路标时，或者无法通过GPS确定位置时。无人驾驶汽车研究的整个子集都涉及到车辆到车辆的通信，这些通信可以使汽车保持精明的头脑，以指导个人或集体决策-避免拥挤的交通，在紧身车队中安全驾驶或在撞车时采取小组规避行动那超出了他们的感官范围。

“一旦路上行驶着数百万辆汽车，就不可能有一台计算机来协调所有流量，做出适合所有汽车的决策，”柏林伯格说。

微型机器人还可以在人类和潜水员无法到达的地方长时间工作，甚至大型束缚式机器人也可以工作。纳格帕尔说，合成游泳者可以监视和收集有关礁石或水下基础设施24/7的数据，并且可以在很小的地方工作，而不会干扰脆弱的设备或生态系统。

纳格帕尔说：“如果在那样的环境中我们能像鱼一样好，我们可以在杂乱无章的环境中收集信息并以非侵入性的方式进行，”

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