丽莎老师讲机器人之MIT的方块成精了！

丽莎老师讲机器人之MIT的方块成精了！欢迎收听丽莎老师讲机器人，想要孩子参加机器人竞赛、创意编程、创客竞赛的辅导，找丽莎老师！MIT研发出一种方块，这种M-Block 机器人可以自己组装成各种结构， 或许可以和麻将搭配使用，那样就不用自己动手掷骰子了。设计精巧的内部装置使得 M-Block 可以完全自主旋转，像极了一只成精的骰子。这些方块非常团结，能够紧紧地贴在一起。每个面上的磁铁使得 M-Block 可以彼此贴在一起。它们还会「轻功」，能够优雅地从一个队友跳到另一个队友身上。一个优雅的后空翻，落地满分。有时它们也能勉强用作「俄罗斯方块」游戏：从队友身上爬下来。这组「俄罗斯方块」的灵感来源于蜜蜂，据了解，蜜蜂出现于 1 亿多年以前，在同时期物种早已灭绝的今天，蜜蜂这个群体却靠着顽强的协作能力延续下来。成群的、简单的交互机器人有解锁神秘力量的潜力，能够完成复杂的任务，但让这些机器人形成类似蜂群的思维还是一大难题。为了破解这一难题，MIT 的研究者想到了一种极其简单的方案：打造一组能够互相攀爬、后空翻并在地上快速行动的方块机器人。经过历时六年的研究，这些机器人终于能实现彼此沟通了。它们的每个面上有类似条形码的系统，可以帮助其认出彼此。16 个方块组合在一起能完成一些简单的任务，如排成一条线、按箭头前进或追踪光源。M-Block 可以按箭头方向前进。每个 M-Block 内部都有一个飞轮（flywheel），每分钟转 20000 次。飞轮制动时使用角动量。方块的每一面和边上都有永磁体，使得任意两个方块都能附着在一起。想象一下正在燃烧的建筑中楼梯无法通行了，在未来你或许可以通过丢出 M-Block，让他们自动搭建一个临时楼梯，以爬上屋顶或下到地下室营救受害者。尽管内部机制非常复杂，但它的外部特征却很简单，这样设计能让块与块直接的连接更加牢固。除了检查和救援以外，研究者们还设想将这种方块用在游戏、制造和医疗保健中。它的独特之处在于便宜且坚固，可以轻松拓展到百万块以上的规模。对比一下看，此前的模块化机器人系统，通常使用小型机械臂单元模块来挪动，即使进行最简单的动作也需要大量的协调工作，仅仅一个跳跃动作就需要多个指令。而且，在通讯方面，其他尝试使用红外线或者无线电波的并不怎么好用：如果某个区域内有多个机器人，并且他们都在互相发送信号，信号之间就可能会互相干扰。2013 年，团队就搭建了 M-Block，他们创造了借助惯性移动的六面立方体。所以，与其说用活动臂来链接结构，不如说是这些方块内部有个「重量」，让它们「转向」结构的侧面，从而让方块旋转和移动。每个模块在六个面的任意一面上时都能移动，最终生成 24 种运动方向。如果没有活动臂或者其他什么的来拨动方块，它们可能更容易避免碰撞，也避免受到损坏。解决物理障碍以后，还有个严峻的挑战：如何使用这些多维数据集进行通讯，稳妥地标识出相邻模块的配置情况？帮助机器人完成简单行动或任务的算法——这个让他们想到了「条形码」。在这个系统中，机器人就能感知到其他模块的身份和配置情况。在一个实验中，团队让模块从随机形状重排为一条线，然后看这些模块是否真能确定自己的连接方式。如果不能，它们将不得不选择一个方向，并沿着这个方向不停滚动直到尽头。最后，90% 的 M-Block 都能成功地排成一条线。研究人员表示，他们在未来还将打造体积更大、功能更强的 M-Block 机器人。

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