Swarmodroid 与 AMPy：用于机器人活性物质研究的可重构刚毛机器人及软件包

仅能进行基本运动活动（如向前推进或自转）的大型极简机器人集群，常被用于研究集群行为或实现由非平衡粒子组成的活性物质的各类特征现象，这些粒子将其能量转化为定向运动。因此，已开发出大量紧凑的集群机器人。最简单的是刚毛机器人（bristle-bots），其借助弹性刚毛将振动转化为自推进。然而，许多平台针对某类研究做了优化，并非总是开源，或定制潜力有限。为解决这些问题，我们开发了基于刚毛机器人、具有可重构 3D 打印机体与简易电子器件的开源 Swarmodroid 1.0 平台，该平台具备运动速度的外部控制，并展示出轨迹调整的基本能力。随后，我们对单个 Swarmodroid 的运动特性及其运动学进行了详细分析。此外，我们引入了 Python 编写的 AMPy 软件包，其具备基于 OpenCV 的机器人集群运动学提取功能，并附带描述集体动力学的关键物理量评估。最后，我们讨论了潜在应用以及基础研究与 Swarmodroid 1.0 平台开发的进一步方向。