走迷宮，你能快過(guò)迷宮鼠嗎？

華杉

電腦鼠走迷宮比賽

第38屆全日本電腦鼠公開(kāi)賽現(xiàn)場(chǎng)

原來(lái)，這種機(jī)械老鼠名叫“電腦鼠”，是一種智能行走裝置。電腦鼠走迷宮比賽始于20世紀(jì)70年代末，在世界各地都會(huì)舉行，但最有名的當(dāng)屬全日本電腦鼠公開(kāi)賽。這些靈活的“老鼠”是完全自主行動(dòng)的機(jī)器人，設(shè)計(jì)者不能使用遙控設(shè)備控制它們，電腦鼠必須在沒(méi)有外界幫助的情況下，從預(yù)定的起始位置出發(fā)，通過(guò)不斷嘗試，找到通往迷宮終點(diǎn)的路線(xiàn)， 到達(dá)終點(diǎn)用時(shí)最短的電腦鼠獲勝。

碰壁了？自己解決

電腦鼠由參賽者設(shè)計(jì)，但在正式比賽之前，迷宮的內(nèi)部構(gòu)造處于保密狀態(tài)，參賽者無(wú)法提前幫助電腦鼠模擬走迷宮的正確路線(xiàn);而電腦鼠不像賽場(chǎng)觀眾那樣可以看到迷宮全局，因此，它們?cè)谧呙詫m之前，完全不知道迷宮的布局，就像我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中走大型迷宮一樣。如果它們?cè)谇斑M(jìn)時(shí)碰壁了，就需要記錄下該點(diǎn)的位置信息，然后調(diào)整到另一個(gè)方向，繼續(xù)前進(jìn)，同時(shí)繪制迷宮路線(xiàn)圖。電腦鼠就這樣在多次試錯(cuò)后，找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最佳路線(xiàn)。有了路線(xiàn)，電腦鼠就能直達(dá)迷宮終點(diǎn)。

這只老鼠身懷“三甲”

電腦鼠其實(shí)就是一種智能機(jī)器人，它們能參加比賽，必須具備三個(gè)部分：第一是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它能提供穩(wěn)定而快速的行走能力，不然電腦鼠在遇到轉(zhuǎn)角時(shí)，會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)彎角度過(guò)大或太小而拖延行走時(shí)間;第二是傳感器，它就像人的眼睛，能讓電腦鼠感知墻壁和路線(xiàn)的具體方位;第三是最重要的記憶和分析系統(tǒng)，像大腦一樣，這個(gè)系統(tǒng)必須將所有走過(guò)的路一一記下，并整理出一條最佳路線(xiàn)，以避開(kāi)不必要的路段。

電腦鼠大賽比拼的不僅是動(dòng)力裝置的靈活性，更是程序的優(yōu)劣，考驗(yàn)設(shè)計(jì)者能否寫(xiě)出使電腦鼠達(dá)到最優(yōu)計(jì)算能力的程序。

破記錄的最強(qiáng)電腦鼠

全日本電腦鼠公開(kāi)賽會(huì)定期將參賽作品一一展出。

每年的全日本電腦鼠公開(kāi)賽上都有上百支來(lái)自世界各國(guó)的隊(duì)伍前來(lái)參賽。參賽者主要是中學(xué)生、大學(xué)生和職業(yè)選手，其中職業(yè)選手的實(shí)力最強(qiáng)。目前該比賽的世界紀(jì)錄保持者是新加坡的大學(xué)老師黃明吉，他設(shè)計(jì)的電腦鼠以3.921秒的成績(jī)奪得2011年全日本電腦鼠公開(kāi)賽的冠軍，至今無(wú)人能敵。3.921秒有多快？你還沒(méi)看清楚怎么回事，它就“唰”地一下到達(dá)終點(diǎn)了。

真老鼠的走迷宮實(shí)驗(yàn)

多重T型迷宮

別以為只有電腦鼠能走迷宮，真老鼠也能！從20世紀(jì)初開(kāi)始，許多科學(xué)家就將老鼠用于迷宮實(shí)驗(yàn)，以此研究老鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力。實(shí)驗(yàn)的迷宮各不相同，比較著名的有T型迷宮、多重T型迷宮、Y型迷宮、輻射臂迷宮等。其中，多重T型迷宮對(duì)老鼠來(lái)說(shuō)最有難度，有很多死角。研究人員將一些老鼠放在沒(méi)有食物的迷宮里，讓它們自由地穿梭;接著將食物放在迷宮的某個(gè)位置，測(cè)試?yán)鲜笤趯ふ沂澄锿局羞M(jìn)入死角的犯錯(cuò)次數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，走過(guò)迷宮的老鼠平均只犯錯(cuò)5次，沒(méi)走過(guò)的老鼠平均犯錯(cuò)15次左右，這說(shuō)明老鼠在探索的過(guò)程中產(chǎn)生了對(duì)迷宮路線(xiàn)的記憶，形成一幅“認(rèn)知地圖”。