自組織微型機器人將很快涌入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

Patrick Nelson

大量螞蟻般的、自組織的微型機器人很快就可以執(zhí)行任務(wù)，比如在工廠里推送物體、發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)線的故障點，以及報告環(huán)境數(shù)據(jù)等。

能夠跳躍和爬行的微型機器人很快就會被加入到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中。這些設(shè)備是一種帶有腿狀附件的印刷電路板，工作時不需要帶寬很寬的網(wǎng)絡(luò)，彼此之間以自組織的方式工作，高效地進行通信。

最近發(fā)布的一些突破性發(fā)明使這些類似螞蟻的助手成為可能。

振動驅(qū)動的微型機器人

第一個發(fā)明是利用超聲波和其他來源（例如壓電致動器）的振動，使微型機器人能夠響應(yīng)命令。壓電效應(yīng)是指某些材料在機械壓力作用下產(chǎn)生電荷。

佐治亞理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)制造出了振動驅(qū)動的3D打印微型機器人。只有0.07英寸長，像螞蟻一樣的裝置——他們稱之為“微型鬃毛機器人”，有四到六條細長的腿，能夠按照腿的設(shè)計對不同的顫動頻率作出反應(yīng)，分別移動。

研究人員說，微型機器人可以用來感知環(huán)境變化，還能移動材料。

佐治亞理工學(xué)院助理教授Azadeh Ansari在一篇文章中寫道：“當微型鬃毛機器人上下移動時，可通過優(yōu)化腿的設(shè)計，將垂直運動轉(zhuǎn)化為定向運動。”通過頻率和振幅來完成轉(zhuǎn)向。研究人員介紹說，甚至還能跳躍和游泳。

能越過任何表面的自組織微型機器人

在另一項發(fā)明中，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的科學(xué)家們介紹說，他們已經(jīng)克服了運動的局限性，現(xiàn)在可以讓微型自組織機器人越過任何表面。在工廠里推物體就是一種應(yīng)用。

機器人已經(jīng)能跳起來了，而現(xiàn)在它們還能自我組織。這所瑞士大學(xué)的有腿PCB機器人群能夠自己計算出需要多少其他微型機器人伙伴才能完成某一項工作。此外，機器人群的臨時性、群體性和自組織特性意味著它不會發(fā)生災(zāi)難性的失敗——當需要時，替代機器人會被組織起來，加入到工作環(huán)境中。

自組網(wǎng)是這類機器人的發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)自組網(wǎng)的一個優(yōu)點是可以隨機的分布傳感器，而作為基本節(jié)點的傳感器知道怎樣進行通信。路由器不參與其中。這些節(jié)點進行采樣來確定附近還有哪些其他節(jié)點，包括需要多少帶寬等。

這一概念的原理與市場營銷人員僅僅通過詢問一個有代表性的群體（而不是每個人）的想法，來對公眾意見進行采樣的原理相同。螞蟻也是這樣來衡量蟻巢的大小，它們只計算碰到的螞蟻，從不計算所有的鄰居。

這種魯棒的網(wǎng)絡(luò)非常適合傳感器被無意中移動了位置的情形。幾年前，當我撰寫關(guān)于這一理論的文章時，我舉了隨機散布在活火山中的環(huán)境傳感器的例子。

瑞士機器人（與大阪大學(xué)聯(lián)合開發(fā)）使用了相同的概念。它們也可以放在需要環(huán)境觀察的地方，工廠熱點就是一個例子。集體智能還意味著不再使用GPS或者視覺反饋功能，這與目前的無人機技術(shù)不同。

更小的工業(yè)機器人

賓夕法尼亞大學(xué)教授Marc Miskin今年3月在美國物理學(xué)會發(fā)表演講時說，他正在研究更小的機器人。

Kenneth Chang在《紐約時報》的一篇文章中寫道：“它們能爬進手機電池，清潔電池，讓電池恢復(fù)活性。培養(yǎng)皿中的數(shù)百萬個微型機器人可以用來測試網(wǎng)絡(luò)和通信方面的概念。”

Patrick Nelson是音樂產(chǎn)業(yè)交易出版物《生產(chǎn)者報告》的編輯和出版人，曾為許多科技博客撰稿。Nelson寫了一部經(jīng)典小說《蔓延論》。

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https：//www.networkworld.com/article/3429200/self-organizing-micro-robots-may-soon-swarm-the-industrial-iot.html