從行星探索到群體機器人偵測地雷，Raspberry-Pi驅動的機器海龜應用可能性是無止境的，機器學習、樹莓派(Raspberry Pi)開發(fā)板和海龜，都是令人感興趣的聊天話題，但這三者之間似乎沒有太多共同之處。然而，令人驚喜的是，美國亞利桑那州立大學(Arizona State University；ASU)的研究人員結合了這三項元素，從而將一連串有趣的對話轉變成為一群可以在沙地上爬行并找到地雷的小型機器海龜。在開發(fā)過程中，研究人員們還探索了許多新發(fā)現(xiàn)，包括海龜?shù)啮挔钪绾螐臄?shù)百萬年的嘗試中發(fā)展形成，并證實是像海龜般龐大笨重的身驅移動時最有效率的方式。

C-Turtle計劃一開始是探索如何結合計算機科學、生物學和工程學以解決設計挑戰(zhàn)的方法。在此例中，研究人員的目標是開發(fā)一種能夠輕松穿越具有不同密度與未知組成的沙子和其他松散顆粒的機器人。這其實是一個比表面上看起來更困難的任務。傳統(tǒng)的機器人設計通常使用模擬的方式開發(fā)運動策略，然后經由建構與編程，讓機器人得以實現(xiàn)該策略。然而，這種途徑不僅昂貴、耗時，而且必須具備大量的機器人編程技術，才得以實現(xiàn)。

接著，研究人員為機器人增加可在10美元的Raspberry Pi上運作的自我學習計算機算法，這是最終可以達到最有效移動的方式。研究人員最后終于以極低成本打造出這款以Raspberry-Pi啟動的自我學習C-Turtle，大約只花費70美元的零件，包括驅體和腳蹼，以及僅約1小時的沙坑或實地訓練，就能讓這個機器海龜C-Turtles以最有效的方式學習推動自己前進。

亞利桑那州立大學計算機、信息與決策系統(tǒng)工程系助理教授Heni Ben Amor說：“從我的角度來看，這是十分吸引人的方法。如果我們能從大自然得到靈感與技巧，它就能更迅速地學習。你可以利用大自然最初的靈感，讓事情順利發(fā)展。”但是，這種船槳狀的鰭狀肢、橢圓形的身驅和平滑的腹殼在陸地上更有效率。該計劃研究人員ASU進化生物博士候選人Andrew Janssen說：“海龜是巨大的動物，他們能輕松地穿過沙灘。事實證明，海龜?shù)啮挔钪确叫蔚拇瑯糜谩?rdquo;

低成本的架構和自我學習算法讓研究人員們快速嘗試各種鰭狀肢設計選項，并且讓機器人發(fā)展出每個設計可實現(xiàn)的最有效運動型態(tài)。研究成果將在今夏于麻省理工學院(MIT)和史丹佛大學(Stanford Univresity)發(fā)表兩篇關于C-Turtle計劃的論文。一篇論文將比較機器人設計與生物靈感，另一篇將描述在實驗室和實際條件下的算法學習過程。

同時，該研究團隊也開始為C-Turtle啟發(fā)的機器人思考其他可能的應用。因為它能快速地適應所處的地形，所以機器人可以作為諸如在火星等行星上進行探測的運輸工具，尤其是行星表面的特征無法預先掌握。另一方面，機器人的低成本使其適用于尋找地雷等危險的行動。以一群可能自行適應地形的機器人穿越一個地區(qū)時，如果發(fā)生爆炸，就能讓損失降至最小。

亞利桑那州立大學的多學科實驗計劃是一連串生物學啟發(fā)機器人和機器學習發(fā)現(xiàn)新事務的一部份。美國軍方也一直在探索生物啟發(fā)的飛行機器人和無人機，以解決許多最新的機器人挑戰(zhàn)。隨著機器學習技術進展，計算機資源將會變得更小、更便宜且易于編程。從行星探索到群體機器人地雷感測，可能性是無止境的。