在傷口癒合和癌細胞擴散過程中，會出現細胞集體遷移現象——細胞「大軍」目標明確地向指定地點集結。但到目前為止，生物學家對這一重要現象還有不少困惑，如每個細胞參與有序集體運動的機制，特別是細胞使用何種資訊來確定集體細胞運動的方向等。
一項最新的研究進展，也許會幫助解決上述困擾。近日，Nature雜誌封面發表重大工程學突破——仿生物細胞群體機器人問世。
這種機器人能夠模擬生物細胞集體遷移，實現移動、搬運物體及向光刺激移動。該研究為開發具有預先確定性行為的大規模群體機器人系統提供了全新途徑，且比傳統機器人和仿生系統具有更高的可擴展性。
這項工作由來自麻省理工學院（MIT）、哥倫比亞大學、康奈爾大學和哈佛大學等多所高校的研究人員合作完成。該論文第一作者為中國科學家李曙光，目前在MIT電腦科學和人工智慧實驗室做博士後。
針對粒子機器人的創新性、獨特優勢、未來應用和進一步研究等議題，李曙光接受了DeepTech的專訪，予以解讀。
極端設計逼出創新
在一段實驗Demo中，一小群粒子機器人表現得很聰明：實驗場裡有兩盞燈，粒子機器人聚在中間；打開左邊的燈，它們就往左邊走；把左邊燈關掉，打開右邊的燈，機器人又組隊往右邊去；把兩盞燈都打開，它們就朝著中間的方向走。
實驗中，研究者只是發出一個「開始」指令，過程中完全不加控制，粒子機器人總能奔著光去。
「粒子機器人，是研究團隊創造的一個新詞彙。」李曙光說。
從外觀看，單個「粒子」呈簡潔的圓盤狀，內置電池、通信模組、小電機，以及獨特設計的機械結構。單個「粒子」無法移動，只能像相機光圈那樣伸縮。在收縮狀態下，直徑約15釐米；在擴張狀態下，直接約23釐米。
傳達指令有兩種方式：一是粒子機器人自帶的USB介面；二是每個粒子機器人都裝有無線模組，研究者可以遠端寫入程式，然後機器人群體就按照指令去做。
當把三個「粒子」放在一起，「粒子」在接受指令伸縮時，就會與「鄰居」互動，你推我拽，三個「小夥伴」就可以沿直線行走。
加入更多的「粒子」，就能幹更複雜的事情。一群「粒子」組成的機器人，可以在光線的引導下，四處移動、運送物體，以及躲避障礙物。
曾有不少人問李曙光，為什麼不讓單個「粒子」跑起來？他回答說，「如果讓它跑起來，那就跟99%的研究完全一樣了。」原來，「粒子」機器人的最大亮點正來自於設置了一個極端的運行條件——單個「粒子」不能動，想動，必須靠其他「小夥伴」協同。
蜂群機器人或稱集群機器人，是一個熱門研究領域。絕大多數的集群機器人的單體都是可以移動的，或是振動式，或是輪式。這些研究更側重於機器人之間的資訊協同，聚焦於機器人如何通訊，如何協調，主要工作屬於演算法層面的。
粒子機器人系統的獨特之處，在於除了資訊交換，還有力學協同，即通過粒子之間「你推我，我拉你」來實現。
