想蓋房子嗎?白蟻機器人出動!

2014-02-15 19:43
白蟻機器人。(取自網路)
白蟻機器人。(取自網路)

白蟻是房屋的噩夢,從木質家具、隔間到樑柱,無所不毀。然而美國科學家卻在白蟻啟發之下,設計出一款巧妙的機器人,不但不會東啃西咬,還會幫你蓋房子。

《華盛頓郵報》報導,「白蟻機器人」的身形當然不會太大,有如一方小磚塊,長約20公分,它們能夠團隊合作,建造出任何一種預先設定的建築結構,而且不需工頭指揮,也不需一個口令一個動作。

與一般的機器人構想不同,白蟻機器人彼此並不直接溝通,也沒有一個中央機制控管。它們藉由評估夥伴的工作成果,來協調彼此的行動,並且在夥伴的成果上添加建材。如此一個接一個上陣,建築物也逐漸成形。

例如第一個白蟻機器人在工地放下一塊磚,下一個機器人來了,感測到那塊磚的位置,再根據自身關於最終成品的資訊,於是決定把它運送的磚塊添加上去。換言之,這些白蟻機器人是以一種「去中心化」的方式工作,其靈感則是來自生物世界的白蟻。

發明人哈佛大學電腦科學家沃菲爾(Justin Werfel)說:「在美國,你只聽說白蟻會摧毀建築物。然而在非洲與澳洲,白蟻卻會建築龐大、複雜的蟻丘。」有的蟻丘高達12公尺,相當於3層樓,裡面有複雜的通道與房間網絡,甚至可能有空調。

沃菲爾進一步指出,白蟻「共識主動性」(stigmergy)的工作方式可以讓人類借鏡,「每隻白蟻都是獨立的個體,做自己想做的事,蟻后並不需要下指令,牠們會隨機應變。」因此白蟻雖然是很不複雜的生物,卻能打造出非常複雜的結構。

機器人如何學習白蟻?每一個機器人都要有自己的「大腦」與感測器,經由程式化來服從一套特定的「交通規則」(traffic rules),規則本身決定於建築物的藍圖。感測器讓白蟻機器人察覺到周遭的夥伴與建材,規則讓它們不會把建材放錯地方。

沃菲爾已經在美國《科學》(Science)周刊發表實驗成果。他認為白蟻機器人特別適合危險或成本昂貴的作業空間,例如水下、火星地表;以及一成不變的工作,例如堆疊擋水沙包。

白蟻機器人作業影片:

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