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科学家D打印的机器鱼群具有集体认知能力

发布时间:2019-08-15 19:45:35

  近日,奥地利Graz大学动物学习的一队机器人专家创造了一群的鱼状机器人。这些机器人不仅能够独立学习,而且具备集体认知能力,能够以群体为基础进行互动和信息交流。科学家们将这些机器人称为COCORO,并进一步宣称2015年将是COCORO之年,他们将每周在YouTube上推出一个关于这41条智能 机器鱼 组成的鱼群的视频。

  这个有趣的项目是从2011年开始的,研究团队由Thomas Schmickl博士带领,并得到了欧洲研究委员会的资助。正如Schmickl在该项目的站上介绍的那样,COCORO与其他群体项目的不同之处在于将集体认知能力赋予机器人所牵涉到的复杂性。 它们作为一个集体系统中的独立因子,可从过去的经验和周围的环境中学习。 他写道。据了解,在研究中,这些机器鱼可以胜任交换环境信息、探索水下环境、甚至维护和收获资源等任务。就像鱼一样,它们可以单独行动,也可以集体行动。

  我们专注于群体机器人,这些机器人可以通过个体学习,但是它们更为突出的是整个群体的学习能力。 这位热情的项目告诉, 在这种背景下,即使是单独的非学习机器人也可以获得集体认知,比如,改变群体的拓扑结构。虽然这一技术已经在陆上机器人那里实现过几次。但就我们所知,我们是家将这种技术用在水下自主机器人身上的研究团队。

  该研究团队在其项目的主页上宣称,这群机器鱼能够在各种变化甚至危险的环境下保持群体的完整性。 我们是让这些水下机器人通过互相交流信息进行交互,从而产生一个能够了解周边环境、了解本地个体级目标和威胁、甚至包括全球群体层面的目标和威胁的感知系统。 他们写道。 用过自组织机制将局部行动和全球行动相结合,信息从全球层面流入本地层面,从而影响到每个水下机器人个体的行为。这种基于感知的模式使得整个集体系统能够获得非常快的反应能力。就像我们看到的那种天然的鱼群那样,这种系统十分灵活,而且是可扩展的。下面是视频链接:

  从研究团队发布的视频片断我们可以看到,它们如何在游泳池执行搜索任务。当群体成员之一发现目标之后,它会通过一系列用于通信的LED灯警告其它成员。不久后,所有的机器鱼都 学习 到了这一信息。 它们更近似于一个鱼群版的可移动传感器络和信息处理络。 Schmickl解释说。

  通过上面的视频可以看到,这与大自然中众多群体动物的行为何其相似。据Schmickl介绍,他们在开发过程中是以蜜蜂和鱼类的行为、甚至包括变形虫的通信模式为蓝本设计的算法。由于科学家们还在不停地改进,这些机器人的大部分部件都是 D打印的,这样他们迭代起来十分方便。

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