UCSD研發自摺疊機器人，或將支持快速結構自定義

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群體機器人分為兩種，一種是由相同機器人組成，另一種是由幾種不同的機器人組成。由於大多數機器人並不善於執行多重任務，團隊中的異構性顯得尤為重要——即每種機器人精通一類任務，以此進行合理分工。

不過，對於專註某一種通用型機器人研究的實驗室來說，設計開發一系列執行單一任務的機器人難度很大，這也是我們鮮少見到大規模異構群體機器人的原因。

在加州大學聖地亞哥分校 (UCSD) ，Michael Tolley實驗室正在研發支持快速定製、自行組裝與自行部署的自摺疊機器人。研究人員希望，機器人未來可以根據運動速度、操作能力、負載能力等性能需求進行結構自定義，而整個過程中人類無需對機器人進行繁瑣的處理工作。這也將為異構機器人群體的建立奠定基礎。

自摺疊機器人的結構主要由複合層壓板組成。其中，紙板與彈簧鋼負責強度，聚醯亞胺負責柔韌性，預應力聚苯乙烯作為一種形狀記憶材料用於控制自我摺疊過程，黏合劑負責將以上各層材料合為一體。

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當所有部件集成完畢，內置的加熱電路會激活形狀記憶材料，將平板摺疊起來，形成平行四邊形連桿機構，以此保證機器人每一條腿的朝向統一。在運動過程中，加熱電路消耗的電量比機器人自身還要多，所以加熱電路的運轉需依靠外接電源。摺疊完成後，機器人將與外接電源斷開連接。

依靠振動電機在平面上進行擺振，機器人直線行進速度可達23厘米/秒，而這一速度對厘米級機器人來說已屬出色。通過調節腿長，研究人員可以改變機器人的運動性能。這樣一來，機器人作為一個平台，可用於對各種設計修改方案進行實驗。

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其實，異構群體的概念在自然界已經存在了上千萬年，在昆蟲種群中尤為常見。例如，螞蟻種群中包含體型較小的工蟻與體型較大的兵蟻，分工合作使整個團隊的運作更加高效。

但談到異構群體機器人，Tolley實驗室進行的這項研究到此才剛剛開始，支持快速結構定製的厘米級自我摺疊平台還沒有真正出現。接下來的步驟包括，改變機器人結構而非僅僅改變腿長，對比各種結構改變的優勢和缺點，並將其作為建立異構群體的依據——

「未來我們將會探討，如何通過機器人的結構自定義，來滿足特定負載需求或適應特定環境。比如，改變系統的重量，其共振頻率也會隨之改變，我們可以以此來調整最大運動速度。同時，腿長與材料等參數可用於將共振頻率控制在電機工作範圍之內。

另外，我們還將嘗試部署多台自摺疊機器人，並使其同時運行，合作完成某一項任務。實驗室計劃針對不同的無線通訊方式、定位演算法以及群體機器人控制技術展開研究，以達成建立異構機器人群體的目標。」

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