螞蟻啟發的四腳群機器人穿越復雜地形。資料來源：圣母大學

螞蟻、蜜蜂和鳥類解決問題和克服障礙的集體行為是研究人員在空中和水下機器人技術中開發的。這種行為現在已經被復制到一個小型的3D打印多腿機器人中，有一天可能會在災難現場尋找幸存者等應用中找到用途。

圣母大學(是一所私立天主教、研究型大學，位于美國印地安納州南灣市東北部的圣母鎮。)電氣工程系助理教授Yasemin Ozkan-Aydin建造了這些小型多腿機器人，能夠在具有挑戰性的環境中進行操縱，并集體完成任務，模仿自然界的同類。這種四條腿的機器人長度為15至20厘米，或大約6至8英寸，配備了鋰聚合物電池、微控制器和三個傳感器--前面的一個光傳感器和前后的兩個磁性觸摸傳感器。

它的四條靈活的腿減少了對額外傳感器和部件的需求，并使機器人具有一定程度的機器智能，這在與粗糙或不平坦的地形互動時很有幫助。Ozkan-Aydin說：“你不需要額外的傳感器來檢測障礙物，因為腿部的靈活性有助于機器人直接越過它們。"它們可以測試路徑中的空隙，用它們的身體搭建一座橋梁；單獨移動物體；或者在不同類型的環境中連接起來集體移動物體，與螞蟻并無二致。”

這些機器人使用它們的磁性觸摸傳感器來確定它們相對于彼此的方向，并將它們的身體連成一串。這樣，它們可以完成一些任務，如穿越縫隙、爬樓梯和在不平坦的地形上運輸物體，甚至可以一起工作，搬運單個機器人無法處理的過大或過重的物體。

Ozkan-Aydin在2020年初開始制造這些機器人，并繼續在家里或在她的院子里改進和測試它們。四條腿的機器人在草地、地膜、樹葉和橡子上進行測試。它們還在長毛地毯上進行測試，矩形木塊被粘在刨花板上，作為粗糙的地形。

她預計，這項研究的結果將為設計低成本的腿部群提供信息，這些腿部群可以適應不可預見的情況，并執行現實世界的合作任務，如搜索和救援行動、集體物體運輸、空間探索和環境監測。Ozkan-Aydin現在正致力于改善該系統的控制、傳感和動力能力，這對現實世界的運動和解決問題至關重要。她計劃用這個系統來探索螞蟻和白蟻等昆蟲的集體動力學。

她說：“對于功能性蜂群系統，電池技術需要改進。我們需要能夠提供更多電力的小型電池，最好能持續10小時以上。否則，在現實世界中使用這種類型的系統是不可持續的。" 其他限制包括需要更多的傳感器和更強大的電機--同時保持機器人的體積小。”