科学家取得集群机器人通信技术突破

据英国林肯大学2015年11月26日消息，该校开发了一种新颖的、有效的和低成本的集群机器人。研究人员受到昆虫群体之间通过分泌信息素进行交流的启发，利用LCD屏幕和低成本的摄像头模拟了信息素，实现了集群机器人之间的相互通信并有效控制了集群机器人的运行轨迹。这对于集群机器学领域来说是一项重大突破。

集群机器人是一种新兴的由多个小型机器人组成的、统一协调的机器人系统。近年来，集群机器人领域的研究不仅促进了昆虫、蚂蚁和其他物种群体行为的生物学研究，而且还有助于高精车辆碰撞传感器、监控技术甚至视频游戏编程的研究和发展。但直到现在，集群机器人领域的科研人员都无法利用复制存在于自然界中的信息素（pheromones）。研究人员利用酒精、物理技术、光和声音等等试图复制信息素，但这些方法均宣告失败。

林肯大学计算机学院的专家们得到了一种新颖的人工信息素，它可以使现有的集群机器人之间建立可靠的精准的联系。林肯大学使用一个LCD屏幕和一个低配的USB摄像机对信息素进行了模拟。研究人员为集群机器人安装了光传感器，使得它们可以沿着LCD屏幕上显示出的轨迹运动。此时屏幕上显示的轨迹就类似于信息素，而光传感器就相当于“蚂蚁”的触角。

新的集群机器人系统被称为COS-phi（Communication System via Pheromone，通过信息素交流的系统），该系统由一个低成本的硬件开源微型机器人和一个用于跟踪机器人运动轨迹并释放信息素的开源的本地系统组成。

关于集群机器人通信技术的研究与开发是由林肯大学计算机学院的Farshad Arvin博士带领团队完成的，所使用的集群机器人也是该团队之前开发的Colias蜂群机器人。通过使用COS-phi系统，研究人员发现它们的微型机器人能够完全追随领导者或信息素进行运动。该系统取得了良好的实验效果。

系统的成功实验意味着它可以被广泛运用到仿生集群机器人项目中去，这为该领域的后续研究奠定了坚实的基础。林肯大学计算机学院的研究团队也将就信息素在集群机器人之间的传播与消失速率以及信息素在更加复杂的机器人群体中的表现作进一步深入研究。