在一项新研究中，来自布鲁塞尔自由大学的研究人员展示了区块链技术的潜力，该技术在比特币和以太坊等加密货币中被广为人知，以确保机器人群的协调安全。通过对真实机器人和模拟机器人进行的实验，他们展示了区块链技术如何使机器人群能够在无人干预的情况下排除有害机器人，从而实现自主和安全的机器人群部署。他们的研究成果已在《科学机器人学》期刊上发表。

机器人群是由许多机器人组成的多机器人系统，它们通过协作来完成任务。它们不需要中央控制单元，而是群体行为是机器人之间的局部交互的结果。由于分散化的设计，机器人群可以独立于外部基础设施（如互联网）进行工作。这使得它们特别适用于各种不同环境的应用，例如地下、水下、海上和太空。

尽管目前的群体机器人应用仅限于研究环境中的演示，专家们预测在不久的将来，机器人群体将会在我们的日常生活中给予我们支持。机器人群体可以进行环境监测、水下探索、基础设施检查和废物管理等任务，并因此在向无化石燃料、低污染和高生活质量的未来转型中做出重大贡献。在其中一些活动中，机器人群体甚至能够超越人类，产生更高质量的结果，同时确保我们的安全。

当机器人群体部署到现实世界时，很有可能会出现某些机器人的故障（例如，由于恶劣的天气条件），甚至可能被黑客攻击。这些机器人无法按照预期的方式运行，被称为“拜占庭式”机器人。最近的研究表明，即使只有极少数拜占庭式机器人在群体中采取行动，其行为也可以像病毒一样在群体中传播，并最终破坏整个系统。虽然安全问题对于机器人群体的真实部署至关重要，但在群体机器人领域的安全研究还滞后。

在互联网网络中，通过使用区块链技术，已经成功阻止了拜占庭式用户（例如黑客）对信息的操纵。区块链技术是比特币背后的技术，它使得用户能够在不需要像银行这样可信赖的第三方的情况下，达成对于“谁拥有什么”的一致认同。

最初，区块链技术只旨在用于交换一种数字货币，比如比特币。然而，在比特币发布几年后，以以太坊框架为基础的基于区块链的智能合约被引入：这些智能合约是在区块链网络中执行的编程代码。由于没有人可以操控或停止这些代码，智能合约能够实现“代码即法律”的原则：合约将自动执行，无需依赖于信任的第三方，如法院，来进行执行。

然而，尚不清楚是否可以使用区块链和智能合约来控制大规模机器人群体。为了回答这个悬而未决的问题，研究人员进行了一项全面的研究，采用真实和模拟机器人在集体感知的场景中进行：机器人群体的目标是提供环境特征的估计值。

为了做到这一点，机器人需要对环境进行采样，并在特征值上达成一致。在实验中，每个机器人都是由机器人自身维护的区块链网络的成员。机器人将其对环境特征的估计发送到由群体中所有机器人共享的智能合约中。

这些估计结果由智能合约汇总，该合约利用这些结果生成所需的环境特征估计。在这个智能合约中，研究人员实施了经济机制，以确保良好（非拜占庭）的机器人因发送有用信息而获得奖励，而有害的拜占庭机器人则受到惩罚。由此产生的机器人经济阻止了拜占庭机器人参与群体活动并影响群体行为。

给一个机器人群体添加区块链会增加机器人的计算需求，如CPU、RAM和磁盘空间的使用。事实上，运行区块链软件在真实机器人群体上是否可能一直是一个未解答的问题。本研究的实验已经证明这确实是可行的，因为计算需求是可控制的：额外的CPU、RAM和磁盘空间的使用对机器人的性能影响较小。

区块链技术成功融入机器人群体中，为各种安全的机器人应用打开了道路。为了促进这些未来发展，研究人员已将他们的软件框架开源发布。