《自然》：“单细胞”建复杂“生物体”机器人

传统意义上的机器人，由许多复杂的部件组成，其中任何一个部件发生故障都可能使整个机器人停止工作。发表在顶级学术期刊《自然》（Nature）的封面论文论证了一种崭新的机器人设计思路：用多个彼此独立的粒子单元组成机器人系统，粒子单元的数量变化和故障不会对系统产生影响。

粒子机器人系统

《自然》封面图

该粒子机器人系统（particle robotics）由相互独立的粒子单元松散连接而成，可完成向目标光源运动、躲避障碍物、转移物体等任务。由于这种特殊设计，粒子机器人系统具有传统机器人系统所没有的灵活性、可扩展性和鲁棒性。鲁棒性(robustness)指的是系统的健壮性，是在异常和危险情况下系统生存的关键。

《自然》论文截图

《自然》评论称，该粒子机器人系统未来可应用于勘探、建筑和医学领域。例如，使用纳米级别的粒子机器人将药物运送到人体内难以达到的目标区域。

值得注意的是，粒子机器人系统中，没有一个粒子直接与另一个粒子通信或依赖于另一个粒子发挥作用。因此，即使在系统中添加或减少粒子，也不会对系统产生任何影响。研究人员发现，即使20%的粒子发生故障，系统也可以保持运动。这显示了粒子机器人在处理单个粒子单元故障时的稳健性。

粒子机器人系统躲避障碍物

粒子机器人系统向光源移动

这项机器人科学领域的最新突破由麻省理工学院、哥伦比亚大学、康奈尔大学和哈佛大学的研究人员历经五年共同完成。