【清华团队合作在机器人集群自组织临界性研究领域取得新进展】
想象一群能在混沌与秩序之间游走的机器人——它们像萤火虫般集群,又如沙堆崩塌般维持动态平衡。自然界中,沙堆的崩塌、森林火灾的蔓延、地震的频次分布,往往遵循着一种意想不到的数学规律——幂律分布。这种看似无序却内在有序的现象,背后隐藏着一个被称为“自组织临界性”(Self-organized Criticality, SOC)的普适原理,处于临界状态的系统,能在稳定与失稳的边缘自发维持动态平衡,既保持整体秩序,又孕育丰富的局域行为。然而,如何在人工物理系统中主动构建这种临界特性,始终是复杂系统科学与机器人学交叉领域的前沿难题。
近日,清华大学深圳国际研究生院弥胜利教授团队与深圳清华大学研究院黄嘉骏副研究员团队合作,提出一种基于光场吸引与流体排斥耦合的水生机器人集群(Aquatic Robot Swarm, ARS)系统,在流体环境中的机器人集群上展示了可复现的自组织临界状态。目前,研究团队正在探索将该自组织临界控制框架拓展至陆域、空域及跨介质集群系统,未来有望应用于大规模无人系统协同作业、动态环境下的自适应导航与避障、灾后搜救中的群机器人自主决策、微型机器人集群在生物医学中的靶向输运,以及智能制造中的分布式物流搬运等前沿领域,为推动群体智能技术从实验室走向真实复杂环境提供关键技术支撑。研究成果以“水面机器人集群中的自组织临界性”(Self-organized Criticality in Aquatic Robot Swarm)为题,于5月13日发表于《科学·进展》(Science Advances)。论文链接:http://t.cn/AX6yHtny(来源:深圳国际研究生院)#科研速递# #清华大学[超话]#
