解讀群體機(jī)器人合力協(xié)作精神

人們既期待機(jī)器人，也害怕機(jī)器人。量變終究會積累成質(zhì)變，我們期待的是，希望機(jī)器人能將人徹底解放出來，告別辛苦重復(fù)的勞作；害怕的是，如果機(jī)器人太過強(qiáng)大，強(qiáng)到統(tǒng)治地球的人類變?yōu)榍跈C(jī)器人之下的奴隸，這是否會帶來倒退？對于這個問題，不同的學(xué)者有不同的看法，有經(jīng)濟(jì)學(xué)家，有政治家，也有哲學(xué)家，還有很多的科幻迷、機(jī)器人發(fā)燒友，他們都言之有理，無法判斷誰對誰錯。畢竟，沒人能正視未來。但可以肯定的是，今天我們看到的機(jī)器人，即便已經(jīng)如此“智能”，但還是處于非常低的發(fā)展階段。因為機(jī)器人誕生也只有短短的幾十年，就像人一樣，它要成長，要進(jìn)化。

群體機(jī)器人非常適合工作范圍涵蓋大面積的項目使用。一群機(jī)器人散布在各自負(fù)責(zé)的范圍，監(jiān)控整個區(qū)域的動態(tài)變化，例如：實時監(jiān)控被有害物質(zhì)污染的區(qū)域。教育領(lǐng)域的人工智能除了群體機(jī)器人之外，固定式的污染源感知器這類的裝置也可以達(dá)到監(jiān)控的功能，然而，相較之下，群體機(jī)器人會比感知器更適合用來執(zhí)行這一類的任務(wù)，因為每一個群體機(jī)器人的個體，都可以在各自負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)動態(tài)巡邏，而不只是維持在固定的位置不動。換句話說，群體機(jī)器人可以用更少的裝置來達(dá)到實時區(qū)域監(jiān)控的目的。

除了實時監(jiān)控，群體機(jī)器人也可以用來搜尋和定位污染源頭，向目標(biāo)區(qū)域移動并采取快速實時地反應(yīng)。在緊急情況下，機(jī)器人甚至可以聚集在一起，形成一個類似補丁的功能，來暫時阻止因源頭所造成的影響，作為臨時解決方案。

工作可能造成機(jī)器人故障。在某些任務(wù)中，任務(wù)執(zhí)行過程或是完成后，機(jī)器人會受到損傷，甚至無法修復(fù)。因此，如果使用復(fù)雜且昂貴的機(jī)器人是非常不劃算的。這時，價格相對低廉的群體機(jī)器人則可以提供劃算的解決方案。人工智能實驗室建設(shè)群體機(jī)器人價格低廉的優(yōu)點，讓機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)的過程中，能夠承受部分個體遭受破壞的損失，而不至于付出太昂貴的代價。這也讓機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)時有了很大的自由度。這種不怕撞壞，勇往直前的勇氣，尤其適合被應(yīng)用在作業(yè)執(zhí)行過程中可能對工作人員可能造成傷害的工作。

某些任務(wù)，可能需要隨著工作完成度，彈性地調(diào)整參與任務(wù)機(jī)器人的數(shù)量，來因應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境變化的狀況。群體機(jī)器人就具備了這樣的能力，他們能夠根據(jù)當(dāng)前工作服載量，來調(diào)整參與任務(wù)的機(jī)器人數(shù)量，這樣的規(guī)劃既經(jīng)濟(jì)又省時。

以油罐車反復(fù)發(fā)生漏油事故為例，在發(fā)生石油泄漏初期，可以先集中所有的機(jī)器人參與漏油源頭的防堵任務(wù)。隨著源頭漏油狀況緩解，系統(tǒng)可以逐步減少參與處理漏油源頭任務(wù)的機(jī)器人，將更多的資源投入污染清除工作；同時，也可以在不同污染程度的地區(qū)之間，調(diào)整投入任務(wù)機(jī)器人的比例，平衡各個區(qū)域清潔進(jìn)度，以期待能夠最有效率地協(xié)力完成任務(wù)。

需有備用救援系統(tǒng)。群體機(jī)器人系統(tǒng)的另外一個優(yōu)勢，就是能夠規(guī)劃足夠的備用救援系統(tǒng)。因為能彈性地安排機(jī)器人數(shù)量，因此在系統(tǒng)規(guī)劃時，即可以加入備用支持系統(tǒng)，也就是多準(zhǔn)備幾只備用的機(jī)器人加入團(tuán)隊。使得整個機(jī)器人系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)時，即使因故損失了幾臺機(jī)器人，也不至于對系統(tǒng)的整體效能產(chǎn)生太大的影響，可以更確保任務(wù)得以順利可靠地完成。

群體機(jī)器人的應(yīng)用主要著重于兩個方向：一是怎么讓一群機(jī)器人合作執(zhí)行任務(wù)，其二是怎么將他們應(yīng)用在真實的世界中。由于群體器人擁有團(tuán)隊合作的特性，他們非常適合應(yīng)用在目標(biāo)搜尋，合作搬運、協(xié)同維修和障礙物或污染物清除等領(lǐng)域。尤其是危險的場域（如：災(zāi)后現(xiàn)場或戰(zhàn)場），或是人類無法到達(dá)的地方（如：深?；蛲鈱涌臻g）。一起來看看一些應(yīng)用情境：在合力執(zhí)行任務(wù)上，像是協(xié)力將物體搬運到指定的位置，過程中可能需要配合環(huán)境，自行編排隊伍和避開障礙物；或是一群機(jī)器人同時在一個區(qū)域內(nèi)，收集所處位置相關(guān)的訊息，并繪制出區(qū)域地圖。由機(jī)器人研究單位提出了一種非常便宜、精巧，并能夠自主運作的微型體積機(jī)器人，可以用來檢測噴射渦輪機(jī)的葉片是否有破損而需要維修。

災(zāi)區(qū)搜救群體機(jī)器人可以深入人類或大型機(jī)具無法進(jìn)入的災(zāi)難現(xiàn)場搜尋生還者。進(jìn)入災(zāi)難現(xiàn)場的第一時間可讓機(jī)器人分散到各處，盡可能地覆蓋到最大搜索面積；當(dāng)其中任一只機(jī)器人尋找到待救援者時，可以實時通知其他機(jī)器人前來協(xié)助，共同將待援者移動至安全的地點安置。透過機(jī)器人來執(zhí)行搜救任務(wù)，還可以排除因為天候或晝夜等對搜救進(jìn)度造成的影響，因為機(jī)器人可以在任何天候和光照條件下執(zhí)行作業(yè)。

另外，在搜救初期，對搜救人員來說，災(zāi)難現(xiàn)場通常是危機(jī)四伏，像是掉落物、有毒泄漏氣體、火焰？等，搜救人員在搜救過程中發(fā)生意外的消息時有所聞，需要小心謹(jǐn)慎以避開危害。這些來自環(huán)境的干擾也會造成搜救進(jìn)度延宕。如果可以利用群體機(jī)器人的備援優(yōu)勢，就算幾只機(jī)器人在搜救過程中意外損壞，其他的機(jī)器人仍可以及時接替并繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，把握黃金救援時間。

污染物清除。群體機(jī)器人能大面積地收集并清除污染物，而且還可以隨著污染物清除的進(jìn)度，調(diào)整工作范圍和密度，讓清除工作得以更快速且有效率地進(jìn)行。群體機(jī)器人也可以扮演先遣部隊的角色，在人類進(jìn)入該區(qū)域前，預(yù)先進(jìn)入被污染區(qū)并清除污染物。待有害物質(zhì)清除后，人員在行進(jìn)入污染區(qū)執(zhí)行后續(xù)處置作業(yè)。同時，若是待清除污染物的數(shù)量過大。

綜上所述，機(jī)器人也可以要其他機(jī)器人的支持，協(xié)助完成清理和搬運等任務(wù)。他們可被應(yīng)用于海洋洋面的油污清除，提供了海洋環(huán)境保護(hù)一個低成本的又有效的解決方案。圍繞著如何讓群體機(jī)器人有效率地團(tuán)隊合作并完成任務(wù)為發(fā)展主軸，群體機(jī)器人衍生出許多有趣的相關(guān)研究主題，例如機(jī)器人的合作及定位邏輯架構(gòu)、機(jī)器人如何同步進(jìn)行環(huán)境探索、機(jī)器人協(xié)同清潔大范圍污染物等。伴隨這些研究主題的進(jìn)步發(fā)展，希望群體機(jī)器人能夠在短時間內(nèi)，走出實驗室，進(jìn)入人群中協(xié)助人類解決許多當(dāng)前棘手的問題。

關(guān)鍵詞： 解讀群體機(jī)器人合力協(xié)作精神 人工智能 實時監(jiān)控 群體機(jī)器