基于分形的尺度不变机器人行为
机器人学
2021-06-28 v2 人工智能
摘要
部署于尺寸尺度相差数个量级的机器人，若能在任一尺度下保持相同期望行为，将极大拓展其可运行环境。然而目前尚不清楚此类机器人是否存在，以及若存在应如何设计。由于自然界中的自相似结构常在不同尺度展现自相似行为，我们假设可能存在具有该性质的机器人设计。本文证明，对于部分（而非全部）模块化软体机器人确实如此：某些机器人设计在小尺度下展现期望行为，若将该机器人副本连接以实现更大尺度上的同一设计，这些更大机器人表现出相似行为。我们展示了如何利用进化算法在仿真中寻找此类设计。进一步，当不假设分形连接而必须连同基础机器人单元设计一起进化连接几何时，未能实现尺度不变行为，这表明结构自相似与恰当设计相结合是实现尺度不变机器人行为的有效途径。我们通过将自相似结构与行为成功迁移至气动控制软体机器人验证了发现。最后，我们表明生物机器人可自发呈现自相似连接几何，从而暗示通过自相似结构实现自相似行为在未来可广泛分布于多种机器人平台。
引用
@article{arxiv.2103.04876,
title = {Scale invariant robot behavior with fractals},
author = {Sam Kriegman and Amir Mohammadi Nasab and Douglas Blackiston and Hannah Steele and Michael Levin and Rebecca Kramer-Bottiglio and Josh Bongard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.04876},
year = {2021}
}