链接机器人的涌现功能动力学

由许多能够进行群体形状和动力学协同变化的非生命个体组成的合成活性集体，有望应用于实际，并有助于阐明自然集体的指导原则。然而，设计在个体或群体层面无需智能或复杂控制就能有效运行的集体机器人系统是具有挑战性的。我们研究了活跃个体之间简单的空间位阻约束如何产生一个具有良好功能性的多功能活性系统。在这里，我们引入了链接机器人：一种基于V形、由活性机器人组成的单链，其动力学由其几何链接约束定义，使其具有无需尺度调整和无需处理的、可编程的集体行为。该动态系统涌现出多种特性，包括运动、导航、运输以及竞争或合作交互。通过控制少数链接参数，链接机器人通过执行各种不同的任务展现出丰富的实用性，包括穿越或阻塞狭窄空间、绕过或包围物体，以及向前和向后推动负载。链接机器人的可重构特性表明，我们的方法可能有助于在任何尺度上以最少的材料和信息开发可编程的软体机器人系统。