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为什么我们将机器人编程为模仿牧羊犬

2023-03-17 来源：沧州机械信息网

为什么我们将机器人编程为模仿牧羊犬

您有没有看到牧羊犬在山坡上聚集绵羊？绵羊在波浪中移动，来回往复，狗在后面和周围编织。

有点蹲下，就像是看着下面的磁铁吸引着纸上的铁屑，或者一群from鸟从接近的猎鹰飞来飞去，或者一群鱼正在躲避即将来临的企鹅。

每个事件之间的模式看起来都很相似，因为我们在羊群或鱼群中看到的协调行为-在这些群中每个人都密密麻麻并朝着某个方向排列-可以减少被食肉动物识别或食用的机会中国机械网okmao.com。

对这些模式着迷，我们着手研究如何通过使用GPS跟踪绵羊和牧羊犬的群来发挥这些抗捕食者的作用。：

我们的发现支持长期以来的主张，即个体动物通过向逃离群体的中心移动来应对潜在的危险-一种称为“自私的畜群”的理论，是由伟大的进化生物学家比尔·汉密尔顿（Bill Hamilton）在1970年代首次提出的。

狗规则

但是，还有什么比绵羊成群的方式更有趣的是-牧羊犬的行为。这只狗如何如此轻松地操纵和操纵这么多绵羊？狗用什么规则？为了对此进行调查，我们建立了绵羊和牧羊犬行为的模型，并将计算机模拟与我们收集的真实数据进行了比较：

我们发现那只狗似乎正在使用两个非常简单的规则。它会把绵羊从后面赶向目标，但是如果绵羊过于分散，狗就会朝着漏水的羊群的边缘移动。

因为当狗离得太近（记住铁屑和磁铁）时，绵羊会从狗移开并彼此靠近，结果是粘着性强的绵羊羊群和牧羊狗羊群后面编织。

但是我们没有将编织代码编码到我们的模型中—只是两个简单的规则—但是我们的模型牧羊人仍然表现出与狗相同的编织行为。在这种情况下，模型具有我们未“编码”的属性，这就是所谓的紧急行为。

机器人牧羊人

当我们最初基于这两个规则描述这种“牧羊模型”时，我们说我们的工作“提出了设计机器人的新方法，这些机器人可以用来影响生物体和人造物的运动”。

这引起了媒体的广泛关注，也激怒了我们想要用机器人代替牧羊犬的愤怒。我们没有，但是我们确实认为有可能在牧羊犬行为的启发下建造用于收集和放牧任务的机器人。

为了检验我们的主张，我们最近编程了一个简单的机器人来遵循我们的“狗规则”，并让它收集很少的塑料（无生命）物体。

我们发现机器人表现出色。在没有我们帮助的情况下，机器人迅速识别并收集了物体，如果我们投入更多物体以进行收集，它就会适应其行为。该机器人在我们所有的试验中都取得了成功：

下一步是在现实世界中完成所有这些工作。尽管我们在简单的实验室环境中使用了简单的机器人，但我们的发现表明我们的方法可用于完成各种收集和放牧任务。

可以使用通过我们的算法编程的合适机器人来清除环境中的漏油，塑料或其他物体。

它也可以使动物远离或放牧到特定位置，而无需任何人工协助。为此，我们希望与工程师和机器人科学家合作，以帮助推动我们的工作。