北京
受折纸启发的磁力锁扣让机器船高效连接，同时为移动和计算节省电池电量。
麻省理工学院的研究人员开发出一群自主机器人船，它们能自行组装成漂浮结构，并在极少人工干预下重新配置。
每艘机器船为21厘米见方，配备独立的推进器、传感器和磁力锁扣，使船队能像积木一样在水面上连接。
这套名为 FloatForm 的模块化系统可以创建可重构的漂浮平台，迅速适应不断变化的需求和环境。
研究人员表示，这项技术可支持应急响应行动、临时桥梁、漂浮市场、活动舞台，以及用于河流、运河、湖泊和沿海地区的其他按需基础设施。
去中心化的漂浮机器人
FloatForm 是一个去中心化的集群机器人系统，能让小型自主机器船自行组装成更大的漂浮结构，并在极少人工干预下重新配置。受火蚁在洪水中形成漂浮筏的启发，该系统中每台机器人都会做出本地决策，而不是依赖中央计算机的持续指令。
大多数自组装机器人系统依赖中央控制器协调每一个动作，而 FloatForm 则将智能分布到整个集群中。一个轻量级的中央规划器会为每台机器人在目标结构中分配最终位置，机器人则通过与附近邻居交换位置信息，独立完成导航、避碰和协调。这种去中心化方式使所有机器人能同时移动，显著提高了可扩展性，因为计算负载仅取决于本地交互，而非机器人的总数量。
原型机由21厘米见方的机器人船组成，配备呈X形布局的四个全向推进器，可朝任意方向移动并原地旋转。每艘船还搭载了机载传感器、处理硬件和创新的磁力锁扣机构，能够自主与邻近机器人连接和分离。
该锁扣系统基于受折纸启发的拉胀结构，由单个伺服电机驱动。这一机构将安装在机器人四面上的永磁体推出或缩回，让相邻船只能在10到15厘米的间隙内相互连接。交替排列的磁极确保可靠地排列成方形网格结构。3D打印的齿轮箱可将锁扣锁定在接合或脱离位置而不耗电，仅需在锁扣和释放过程中消耗能量。这种节能设计为推进和机载计算保留了电池电量。
更智能的漂浮集群
工程师们在开发中还解决了多个稳定性难题。强大的推进器最初因机器人自重过低而导致过度旋转，研究人员为此增加了稳定鳍以增大水动力阻力，并优化了控制算法以补偿不同机器人之间的差异。团队还解决了强磁力吸引带来的问题，使机器人在收到指令时能够可靠分离。
在实验室测试中，由四艘和八艘机器船组成的船队自主组装成目标结构，断开连接，然后重新组装成新形状，并能作为单一刚性载具集体移动。每次演示耗时4至8分钟。在10次试验中，四艘机器人的自主成功率达到90%，八艘机器人为70%，系统可在无人工辅助的情况下从导航误差和编队死锁中恢复。计算机仿真进一步证明，这一去中心化协调框架至少可扩展至64台机器人的集群。
研究人员设想未来版本能够在运河、河流、港口和近海水域运行，届时更大尺寸的机器人可搭建临时桥梁、漂浮作业平台、应急响应基础设施、环境监测网络或自适应停靠站。
密歇根大学助理教授史蒂文·塞隆在一份声明中说：“通过将计算负担转移到机器人自身，他们构建了一个更具韧性的系统，在不远的未来，这类机器人集群有望被部署到开阔水域环境中，用于搜索作业、环境监测和可重构海洋基础设施。”
未来的部署将需要更强的锁扣机构和GPS或视觉导航等室外定位系统，但底层的协调算法设计上能与所使用的传感技术无关。
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