机器人自己造自己，像搭积木一样轻松 | MIT

Posted 2022-12-15 QbitAl

Alex 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

What，机器人都已经进化到能自己造自己了？！

麻省理工（MIT）的研究人员脑洞大开，于是有了这番情景：

机器人1号忙前忙后，一边挑选零件，一边组装着什么东西。

不一会儿后，一模一样的机器人2号就地诞生！

还没完——机器人2号刚来到这个世界，立刻就能和1号那样身手敏捷，然后它还给自己“戴上”两个饰品，哦不，配件。

Emm…看来现在机器人“套娃”真的照进现实了。

MIT的研究者指出：

这种机器人除了能克隆自己外，还能分层搭建出更大的机器人。

按此思路，以后造大型建筑或大型机械设备时，或许可以让小模块像搭积木似的一步步构造，不用再在旁边弄个巨型机床之类的了。

这样能大大提高建造效率！

相关研究论文已登上了Nature子刊Communications Engineering。

主要得益于“智能”模块

从前文的动图中不难看出，这种机器人能如此快速地克隆自己，主要得益于它的一块块“零件”，研究者称之为Voxel。

Voxel一词是体积像素（Volume Pixel）的简称，我们可以简单把它理解为模块。

至于模块为什么会长成这样，研究者称，灵感来源于晶格，也就是原子在晶体中规律排列的空间结构。立方八面体的结构具有低密度以及高刚度的优势，还方便搭建和拆卸。

之前的模块基本都是纯机械的，而这些模块除了有机械结构，还有智能控制系统。

模块中间搭载了电池，还有中央处理器和执行器等，让其可以灵活地动起来，还能自主导航。

而模块边沿则有不少电磁铁，使得相邻两个模块可以牢固地连接起来，每组面对面的连接可以在10V电压下，传输8A的电流和50N的拉伸力。

不过仅靠运动还不够，机器人选取零件和搭建新机器人的过程还涉及抓取的动作。

于是研究团队还给机器人设计了“手腕儿”。

这个“关节”比其他模块更灵活，方便机器人“拿起”零件以及分层搭建。

到这里，还有个问题：怎么抓取正确的模块并按顺序拼出想要的新结构？

首先，机器人的计算系统会根据给定目标形状，通过编译器，将输入的几何体自动离散成多个有序的分层构建块。

然后，系统还会分析出最佳组装顺序，来提高效率并防止“搭积木”过程混乱。

接下来，机器人就可以有条不紊地克隆自己了，甚至还能搭建出更大的机器人。

不过，研究者也指出，在实操过程中发现，部件还不够灵活（开头动图是模拟环境下的样子），目前他们正在研究开发更强大、灵敏的连接器。

研究者简介

研究者来自MIT的比特与原子研究中心以及美国陆军研究实验室。

论文一作兼通讯作者Amira Abdel-Rahman，现为MIT在读博士研究生，硕士毕业于哈佛大学技术设计研究专业。

她的主要研究方向是，利用计算机来分析制造过程和制造系统。

另外，该系统整体构思的设计者为Neil Gershenfeld教授，现为MIT比特和原子研究中心主任，他也是美国物理学会会员。

目前，MIT比特和原子研究中心，正在致力于打破计算机科学和经典物理学之间界限，探索如何把数据和硬件更好地结合联动。

论文地址：
https://www.nature.com/articles/s44172-022-00034-3
参考链接：
https://techcrunch.com/2022/11/22/researchers-are-building-robots-that-can-build-themselves/