潘建伟团队再发Science,可编程( 四 )


德曼博士指出:“一方面,如果这种东西不太智能的话,我们就很难用它来做事,可如果它很智能的话,我们谈的便是每一粒黏性物质都装有电池……那听起来太难了 。”究竟得让一团巨大的流体纳米机器人搭载多少能量,这本身就是一个棘手的问题 。除非使用一台外部机器来给每个机器人源源不断传送能量,否则便需要想一种办法来把能量储存在每一粒可编程物质中 。
科学家在不久前使用经过特殊设计的 3D 打印机制造出了一种约有沙粒那么大的电池,可这还是太大了,而且我们猜这种电池也绝不便宜 。不过,尽管如此,一个由约翰·罗曼尼辛、凯尔·吉尔平博士和鲁斯博士所组成的研究小组向“万能桶”的实现迈出了激动人心的一步,他们创造出了魔力块 。它们是边长有 5 厘米的小方块,差不多有一个乒乓球那么大了,每个方块配备一个内置飞轮,边缘上带有磁铁 。
当飞轮运转时,方块边缘上的磁铁会让方块间保持连接状态,但当飞轮快速地停下来时,这些方块便会“活过来”,因为飞轮的动量被转移到了方块上 。这时,这些方块便会与一组新的魔力块相连接,从而改变这组方块的结构,因此它们既可以自由地移动,又可以牢固地连接在一起,这是一个不错的开始,如果你想将着眼点从一种无定形的流体转移到一种固体上的话 。
此外,这支团队能让这些方块在立体空间中移动 。这种飞轮的功率大到足以把这些方块从桌面上抬升起来,并将它们抛向空中,这让创造立体结构成为了可能 。这支团队的目标是找到能让这些方块变得越来越小的办法 。5 厘米宽的方块无法制造很多不同的东西,同理,你无法在 5 平方厘米的画布上绘制很多不同的图像,但这只是一个开端 。
别忘了 1G 的内存在 20 世纪 50 年代大约有 250 吨重,而你现在可以把有几百 G 容量的 SD 卡装在你的口袋里 。如果可编程物质变得和可编程计算机一样流行的话,我们或许便会期盼出现类似的科技奇迹 。你一旦得到微型机器人方块,就得用某种方式来让它们知道自己该干什么,这是一个软件问题,软件专家宋博士对此的解释是这样的:“我们确实有很多很不错的算法可用来处理大规模的机器人集群,但现在最大的问题是到底如何才能让这些算法具有实效性,因为当你对这些大规模机器人集群进行审视时,你便会发现肯定有出故障了的机器人,因为它们的数量太多了 。
它们中有很多会丢失同其他机器人的通信,还有很多会接收到杂乱的传感器输入,因此我们确实不知道哪些机器人是出了故障的 。我们得确保我们开发的算法能克服这些问题,这样一来,当你伸手从“万能桶”中掏出一把扳手时,这把扳手看起来则确实会像是一把扳手,而不是一把正在散架的扳手 。”那我们已经发现了哪些解决这种软件问题的办法呢?协调大量机器人的移动无论对象是一个机器人集群,还是一只“万能桶”,要协调很多小型机器的运行状况终归是一个难题 。
如果要让每个机器人都进行复杂的运算,那每个机器人就都得搭载更多的装置 。在理想的情况下,所有的机器人都会服从于一套简单的规则集,以此来完成复杂的任务 。此外,它们得快速地来完成这些任务 。前面说到的 Kilobot 从一种任意形态组成一把看起来还算像样的扳手差不多用了 6 小时,但这仍然是令人印象深刻的,不过对“万能桶”来说,这可就太慢了 。
想象一下你在路上遇到了抢劫犯,你试着从“万能桶”里召唤出一把刀来自卫 。即使这会让抢劫犯惊叹不已,可他会等上 6 小时再抢走你的钱包吗?随着机器人数量的增加,协调的难度会呈几何级数上升 。你可以把机器人集群看作为有史以来规模最大的仪仗队,当仪仗队从一种编队换成另一种时,指挥者不会对任何一名仪仗队员说:“只要你最后移动到正确的位置就行了 。

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