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作者：Signe Brewster 機(jī)器之心編譯 參與：Chen Xiaoqing、周亮
凱文·凱利在《失控》中提到，蜂群思維的神奇之處在于，沒有一只蜜蜂在控制它，但是有一只看不見的手，一只從大量愚鈍的成員中「涌現(xiàn)」出來的手，控制著整個(gè)群體。昆蟲機(jī)器人成為研究這種行為的利器，然而傳統(tǒng)的編程手段異常復(fù)雜，于是便有了這種自主學(xué)習(xí)昆蟲行為的機(jī)器人。
當(dāng)有一溜蟑螂經(jīng)過你家的廚房地板時(shí)，你咔噠一下打開燈，它們就會(huì)迅速分散開來——然后在墻角再次匯合起來。
為了理解蟑螂——和其他動(dòng)物——如何作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，研究員正在派機(jī)器人潛入它們。這些機(jī)器人能夠幫助揭示它們的群體動(dòng)力學(xué)（ group dynamics）。例如，蜜蜂機(jī)器人曾經(jīng)被用來研究蜜蜂蜂群的八字舞。
其他人則正在觀察機(jī)器人是如何滲透蜜蜂蜂巢并影響行為的。蜜蜂機(jī)器人可以保護(hù)授粉的蜜蜂免于螨蟲的傷害——或者時(shí)刻為蜂巢更新天氣預(yù)警，在惡劣天氣會(huì)阻礙蜜蜂覓食時(shí)，釋放信息素以阻止蜜蜂進(jìn)行新的孵卵。機(jī)器人甚至可以用來鼓勵(lì)動(dòng)物們?nèi)プ鏊鼈兺ǔ２粫?huì)做的事情：例如，一個(gè)機(jī)器蟑螂可以騙蟑螂們冒險(xiǎn)走到光下面。
但是讓機(jī)器人以一種融入的方式行為很困難。在之前的研究中，巴黎第七大學(xué)的 José Halloy 和他的同事們基本用手工為他們的機(jī)器蟑螂編程。但是這很困難——并且無法適用于其他類型的動(dòng)物。
因此 Halloy 的團(tuán)隊(duì)將蟑螂個(gè)體動(dòng)作的模型與群體活動(dòng)模型相結(jié)合，研發(fā)了一種利用對(duì)蟑螂習(xí)性的混合描述來自動(dòng)生成機(jī)器人行為的方式。接著他們利用了進(jìn)化算法來優(yōu)化這個(gè)模型。
重點(diǎn)在于行為
巴黎索邦大學(xué)的 Nicolas Bredeche 指出，通過編程讓機(jī)器人的行為模仿單個(gè)的昆蟲并不是最好的方式�！改悴恢肋@些小細(xì)節(jié)是否能捕捉蟑螂們?cè)谝黄饡r(shí)表現(xiàn)出的集體行為�！顾f道。
團(tuán)隊(duì)在計(jì)算機(jī)模擬中測試了機(jī)器人的生成行為( generated behavior )，在這個(gè)模擬中有 45 只蟑螂和 5 個(gè)機(jī)器蟑螂必須一起做出在兩處庇護(hù)地選擇一處的決定。與對(duì)機(jī)器蟑螂手動(dòng)編程相比，讓機(jī)器蟑螂自動(dòng)生成模仿真蟑螂的行為要更加迅速——并且能產(chǎn)生更加逼真的行為。他們發(fā)現(xiàn)這種混合群體像一群真實(shí)的蟑螂一樣行動(dòng)，例如，它們會(huì)在墻角處匯合。
團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這種方法可以用來生成模擬其他群居型物種的行為，例如模擬蜜蜂、果蠅、鳥與魚群的行為。
Bredeche 提出，行為比起外形要更加重要。一條魚可以接受另一條行為和它們一樣的魚，即使它長得一點(diǎn)也不像魚。群體行為甚至比單體行為更加重要。機(jī)器蟑螂所遵循的動(dòng)作與路徑并不需要與這些真的蟑螂完全一樣，就可以融入它們。
田納西的范德比爾特大學(xué)的 Terry Page 認(rèn)為，利用機(jī)器人來模擬和影響動(dòng)物的行為，這種做法像使用聲音、信息素等傳統(tǒng)技術(shù)一樣，極大地豐富了研究院的工具包。
本文由機(jī)器之心編譯
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