重僅10克，批次生產成本可降至10美元，微型螞蟻機器人登上Nature

10克有多少

大資料文摘出品

編譯：狗小白、林安安、易琬玉

近一段時間，波士頓動力旗下的機器人Spot 和Atlas不斷重新整理人類對於大型機器人靈敏度的認知。現在，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）和大阪大學（Osaka University ）的科學家們基於螞蟻的團隊協作特徵研發出一款名為Tribots的微型螞蟻機器人，它體積小、重量輕、設計簡單。

受陷阱顎蟻(Trap-jaw ants )啟發的機器人

就個體而言，螞蟻只有有限的力量和智慧。然而，當它們結合成群后，就可以運用策略來完成複雜的任務並逃避更大的掠奪者。

這些三足T形機器人被稱為Tribots。它們可以透過摺疊許多薄的材料片在幾分鐘內組裝完畢，這使其能夠大規模生產。

Tribots完全自主、不受限制，配備紅外和接近感測器，用於檢測和通訊。根據應用，它們可以容納更多的感測器。

具體而言，Tribots的設計是基於陷阱顎蟻（Trap-jaw ants ）的行為模式——既可以爬行前進，必要時又可以跳躍。“他們的動作模仿了陷阱顎蟻（Trap-jaw ants ）。這些昆蟲通常會爬行，但是為了逃避捕食者，他們會用強大的下顎一起從一片葉子跳到另一片葉子，”第一作者Zhenishbek Zhakypov說。

Tribots透過摺紙設計複製了這種彈射機制，該設計結合了多個形狀記憶合金執行器。因此，單個機器人可以產生五種不同的運動步態：垂直跳躍，水平跳躍，暴露障礙物，在紋理地形上行走以及在平坦表面上爬行。

角色：領導者，工人和探險家

儘管具有相同的解剖結構，但每個機器人根據情況被分配為特定的角色。“探索者”探測路徑中的物理障礙物，例如物體，山谷和山脈。在檢測到障礙物後，他們會通知其他人。然後，“領導”給出指示。與此同時，“工人”集中力量移動物體。在這個團體裡，角色並不固定，可以根據需要互相轉換。

“每個Tribot就像螞蟻一樣扮演不同的角色。但是，當他們面對新任務或未知環境時，甚至在其他成員迷路時，他們也可以即時承擔新角色。這超出了真正的螞蟻所能做的。”Paik說。

每個Tribots自身智慧化程度並不高，科學家們更多地將它們作為一個團體來進行統一智慧化控制。透過團隊協作，一群Tribots能在複雜地形裡輕鬆穿行。

目前Tribots的行動還比較緩慢，從影片裡我們可以看到，16倍速下Tribots的行動還是不算快。但速度並非重點，交流和協作才是關鍵。

未來的應用

Tribots的重量僅為 10 克，因其基本是由輕薄的PCB 板摺疊而成，所以能大批次生產。如果透過批次化生產，能夠使每個Tribots的成本降至1美元，那麼就可以在目標區域放置成百上千個Tribots，一兩小時左右它們就能完成對地形的測量和表徵、尋找輻射點或熱點等操作。

當然，如果Tribots的動作能更快一些，人們就可以在廚房或餐廳裡用它們收拾食物殘渣並將餐盤歸位。值得一提的是，Tribots有一個很大的優勢——如果團隊裡的某個成員出現失誤，整個團隊仍然能繼續正常運作，把出現失誤的成員替換即可。

參與設計螞蟻機器人的Jamie Paik說： “Tribots有獨特的集體協作能力，這些微型機器人可以更好地適應未知的環境。因此，在某些任務中，Tribots比大型機器人有更強的表現力。”

該團隊的論文已釋出在《Nature》上，連結如下：

https：//www。nature。com/articles/s41586-019-1388-8。

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https：//techcrunch。com/2019/07/12/these-robo-ants-can-work-together-in-swarms-to-navigate-tricky-terrain/