來自香港中文大學（CUHK）深圳的機器人與人工智能實驗室的研究人員最近發佈了一段新視頻，展示了一組圓形、受蝸牛啟發的機器人如何通過即時重新配置來集體解決物理運輸問題。在這個實驗中，五個相同的機器人協同工作，將一個單位從較低的平台移動到稍高的平台，並且沒有使用斜坡、軌道或預定結構。這些機器人不依賴固定的機制，而是組裝自己的臨時結構。四個單位豎直堆疊，形成兩個桌子之間的傾斜柱子。第五個機器人然後爬上堆疊，隨著下方的機器人微調位置以重新分配重量和傾斜度。短暫的時刻，這組機器人共同運作，形成一個有機的斜坡，使得機器人能夠到達更高的表面。任務完成後，這個結構可以被拆解，每個單位恢復獨立運動。
根據研究，CUHK 的研究人員為這個系統開發了一種三維陸地自我重構的機器人群體，該群體由緊湊、圓頂形模塊組成，通常被稱為蝸牛機器人。每個機器人可以獨立運作或與其他機器人物理連接，以處理如台階、間隙、溝渠和邊緣等障礙物。這段演示捕捉了 CUHK 深圳研究團隊最近在《自然通訊》上發表的論文中的關鍵觀點，探討了小型移動機器人如何結合成更大的功能結構，同時保留分離和自由移動的能力。該論文針對地面機器人群體中的一個常見限制進行了探討。許多系統要麼高度移動但連接性較弱，要麼連接性強但重構緩慢且容易失去移動性。
受蝸牛啟發的群體試圖通過使用受地面蝸牛行為啟發的混合連接策略來平衡這兩者。每個機器人配備有兩種不同的連接模式。第一種被描述為自由模式，優先考慮移動性。這種模式依賴於嵌入磁鐵的履帶模塊，使機器人能夠向前滾動、原地旋轉，並形成適合日常運動和快速適應的中等穩定性連接。這種模式反映了蝸牛在正常條件下的高效運動。第二種被稱為強模式，則優先考慮穩定性。它使用基於真空的吸附機制，並增強了方向性聚合物莖，當群體需要支撐負載、搭建橋樑或攀爬時，能夠產生強大的附著力。該論文將此模式比作蝸牛在受到擾動時更強的黏附反應。通過為每種模式分配不同的角色，系統可以根據需求在快速重構和高結構穩定性之間切換。
在外觀上，每個機器人擁有光滑、啞光的球形外殼，其大部分機械複雜性隱藏在內部。單個履帶模塊沿著底部運行，為機器人提供穩定的牽引力，而不會有暴露的手臂或突出部件。這種簡約設計使得機器人可以滑過障礙物，並在組裝時與其他機器人乾淨接觸。協作運輸視頻強調了這些設計選擇如何轉化為行為。即使在堆疊並作為更大結構的一部分時，沒有一個機器人變得被動。每個單位都持續調整其方向和接觸力，貢獻運動、附著力和穩定性。整體結構通過協調而非剛性組裝出現，並且僅在任務需要的時候存在。這使我們擁有一個不依賴單一身體設計的機器人群體，而是根據需求構建一個，利用簡單模塊實現複雜的自適應行為。
