蜜蜂，如黄蜂，蚂蚁和其他社会昆虫，建立大型自组织群体，通常被解释为自我调节的“超有机体”。这些超生物是生态系统的重要稳定剂，因此被认为是“关键物种”。例如，蜜蜂群落通过觅食授粉服务的生态效应对陆地生态系统是巨大的。蜜蜂是最重要的真社会传粉者，因此对我们的食物供应至关重要。在这些方面，蜜峰及其对生态系统的影响是实现联合国可持续发展目标的重要组成部分。

交互式机器人是一种研究动物行为的方法，机器人系统产生人工刺激，从而能够调查个体或司物群体的反应。这带来了自动化实验复杂刺激序列的呈现以及根据动物在闭环中的反应进行调整刺激的潜在优势，可能产生生物混合社会。但这种方法并非没有挑战。开发这样的系统首先要确定合适的相互作用途径，以便机器人被活体动物接受。因此，重要的设计目标包括需要对自然行为的最小千扰，对动物及其当地环境的鲁棒性，以及跨越感兴趣行为的时间尺度的可靠性。

微型机器人模拟蜜蜂群

为了探究空间限制和局部交互对集体决策的影响，一群科研人员采用了一个非常创新的研究手段——使用微型机器人来模拟蜜蜂的集体决策过程!这些名为“kilobot”的微型机器人身长仅3.3厘米，相当于一个真蜂的体型。它们可以在限定的圆形区域内自主移动，并通过LED灯来展示自己的“选择”。更重要的是,这些机器人可以在短距离内通过红外线通信来交互信息，就像真蜂的蜂舞交流一样。

科研人员将35个kilobot放入一个半径为20厘米的圆形实验场地中，设置两个虚拟的候选蜂巢地(地点1和地点2)，并赋予它们不同的“质量值”(地点1的质量值为7，地点2的质量值为10)。然后他们根据蜜蜂选择蜂巢模型的规则，编写代码指导这些微型机器蜂的行为。

在模型中，每只蜜蜂都是一个独立的个体，它可以自主发现不同的候选地点，也可以通过观察其他蜜蜂的舞蹈来获取这些地点的信息。一个地点被发现的概率就是它的“自发发现概率”,而一个蜜蜂观察其他蜜蜂舞蹈并被其影响的程度，被称为“相互依存性”。科研人员可以通过调整这两个参数来研究集体决策的性质。

跟真蜜蜂一样，这些机器蜜蜂在程序的控制下可以自主活动，当发现一个地点后,它们就会为该地“跳舞”并影响其他机器蜜蜂。而未作出决定的机器蜜蜂则会停下来“观察”其他蜜蜂的舞蹈。经过一段时间的互动，整群机器蜜蜂最终会形成对其中一个候选地的集体共识。

运动是蜂群机器人集体决策的“催化剂”

当机器蜜蜂的数量较少时，它们之间进行的交流非常有限，最终的选择结果也较为随机。但是随着蜂群数量的增加，机器蜜蜂的运动轨迹开始出现更多的重叠和交织，这大大促进了信息在群体中的传播。在足够拥挤的条件下，这些机器蜜蜂的选择结果竟然和“完全联网”的理想情况下一样好，成功地达成了对质量更高的地点2的共识!

原来，这是因为当机器蜜蜂可以在场地中活动时，它们的运动轨迹就像一个大网络，连接起了看似孤立的个体。信息也随之像空气中的水分子一样，被这种“运动的气流”带向了各个角落。可以说，运动本身就成了推动集体决策的“催化剂”，它极大地促进了看似孤立的个体之间的交流。

这个发现对人类社会也有重要启发：我们每个人都可以通过自己的行动，来扩大视野，与更多的人进行交流。就像“动”是交的首要条件，积极的行动可以消除看似存在的隔阂，连接更多可能的视角。

研究还发现，当机器蜜蜂之间的“相互依存性”即互相观察的比例较低时，它们无法达成明确的共识，个体选择随机性很大。但是随着“相互依存性”的增强，意味着它们更多依赖于同伴的观点，那么最终形成的共识就越明确,选择出的蜂巢地质量也越高。这一点与人类社会如出一辙。如果每个个体都非常固执,不听其他任何意见,那么就很难形成正确的集体决策。只有适当参考他人观点，发挥集体智慧,才能克服个体的局限,获得更高质量的结论。

可以说，交流的魔力来源于它能够融合不同视角，形成更全面的认知。完全相同的观点重复多次不会带来新信息，而不同观点的互补才能开阔我们的视野。

蜜蜂机器人的应用前景

在科幻小说《探险家学院》中有这样一只可爱的小家伙：它能嗖地飞上天花板，然后俯冲到地面，在快撞到地面时又向上飞出去；它会闪动金色的双眼，示意自己已经接收到命令，接着在你的卧室里表演一个“8”字飞行，还会顺便拍一些照片和视频；甚至能在涅布拉的数次暗杀中救克鲁兹于危难之间……它就是“微型飞行器”——魅儿，一台你可以使用语音控制的蜜蜂无人机！

魅儿乍听之下可能犹如科幻小说中的产物，但微型机器昆虫已经实现了！这些机器昆虫可以比25美分硬币还小，却可以飞行、爬行或疾跑，速度是地球上跑步最快的人的两倍。在未来，微型机器人能在搜救任务、尖端医疗、太空探索领域扮演重要角色。想象一下，几千个迷你机器人成群结队前往人类不曾抵达的地方，太让人惊叹啦！

蜜蜂机器人的另一种潜在用途就是模拟真实的蜜蜂。蜂群崩溃综合征是指蜂巢中的大批工蜂突然消失导致蜂巢中只剩下蜂王的现象。在世界上产量前100位的作物中，几乎有四分之三都是由蜜蜂授粉，因此这种现象会引发严重后果。如果蜜蜂消失，许多营养极为丰富的水果和蔬菜也会从世界上消失，人类将难以生存。因此，研究人员建议让蜜蜂机器人充当授粉者，程序员也正在教它们如何像蜂群一样工作！

蜜蜂机器人的技术可以应用到新开发的微型机器人身上。这些机器人可以胜任人类无法完成的工作，如爬行在喷气式飞机的发动机上排查故障。“我们也一直在研究如何让微型机器人学会跳跃。”科学家伍德说。试想一只机器昆虫可以轻松跃上摩天大楼，找出建筑物中的结构问题，就像在说：请闪开，真正的“蜜蜂侠”要来了！