传统意义上的机器人，由许多复杂的部件组成，其中任何一个部件发生故障都可能使整个机器人停止工作。发表在顶级学术期刊《自然》（Nature）的封面论文论证了一种崭新的机器人设计思路：用多个彼此独立的粒子单元组成机器人系统，粒子单元的数量变化和故障不会对系统产生影响。

粒子机器人系统

《自然》封面图

该粒子机器人系统（particle robotics）由相互独立的粒子单元松散连接而成，可完成向目标光源运动、躲避障碍物、转移物体等任务。由于这种特殊设计，粒子机器人系统具有传统机器人系统所没有的灵活性、可扩展性和鲁棒性。鲁棒性(robustness)指的是系统的健壮性，是在异常和危险情况下系统生存的关键。

《自然》论文截图

值得注意的是，粒子机器人系统中，没有一个粒子直接与另一个粒子通信或依赖于另一个粒子发挥作用。因此，即使在系统中添加或减少粒子，也不会对系统产生任何影响。研究人员发现，即使20%的粒子发生故障，系统也可以保持运动。这显示了粒子机器人在处理单个粒子单元故障时的稳健性。

粒子机器人系统躲避障碍物

粒子机器人系统向光源移动