近日，法国和美国科学家联合在机器人领域著名期刊 Science Robotics 上发表了一篇题为《从独立和无意识机器人集群到定向移动灵活超结构机器人》（ From collections of independent, mindless robots to flexible, mobile, and directional superstructures ）。论文研究表明，该研究团队通过棒状的单体机器人和柔性支架组合成为一种超结构新型机器人，该机器人可以根据不同的地形从而使得自身变形，从而实现越障和运输，可以代替单体机器人实现一些复杂的任务。
不同于化学中的超结构含义，该研究里提到的超结构指的是基于机器人集群的新型复合结构。椭圆形状的单体机器人的尺寸为 4.5 cm * 1.5 mm，在研究当中，研究人员利用偏转运动产生这种机器人的定向移动。而为了产生偏转运动，单体机器人的软体驱动足设计成了非对称结构，而且嵌入带有电源模块的偏心质量电机以实现驱动。因此，机器人的运动速度通过可以调整驱动频率和电压来进行控制。同时，由于嵌入了光敏粒子，可以通过控制光来控制单体机器人，从而控制超结构机器人的定点移动。
超结构机器人则是由若干个单体机器人和柔性支架组成，通过产生循环振动来产生定向运动。这样一来，超结构机器人的运动能力就取决于单体机器人的输出特性。由于支架的空间灵活性，超结构机器人可以变形并穿过狭窄的空间和实现越障，赋予了该类机器人的空间探索能力。
图 | 利用光控制的单体机器人集群到超结构机器人（来源：Science Robotics ）
当没有光线时，超结构机器人处于静止状态。当灯打开 10 秒后，由于单体机器人嵌入了光敏粒子，光照射到光电晶体管上时，机器人的电机被驱动，从而驱动组会产生顺时针方向的偏转运动，机器人之间发生碰撞，形成一个移动集群，最终实现超结构机器人的驱动。
该团队对超结构机器人进行了研究，包括对机器人进行负载穿过障碍或清理场地。还提出了使用光对超结构机器人进行基本控制。发现可以通过使用结构简单，价格便宜的单体机器人能够制造出具有空间探索特性的灵活的超结构机器人，为未来机器人清理障碍物，通过收缩通道等难题提供了一定的研究价值。
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