荷兰专家开发无“大脑”软体机器人
据埃菲社5月8日报道,为了呈现逼真的动作,从技术角度看,机器人正慢慢的变复杂。但有时只需要几根管子,外加空气和一些物理定律,就能让机器人以协调的方式自主移动。
荷兰原子与分子物理研究所创造出一种小型软体机器人。之所以被称为“软体机器人”,是因为它使用的材料类型,同时也指它的行为和移动方式。其设计灵感来源于自然界和一些动物。比如,由布料制成的大型圆柱体玩偶,在充气的情况下会舞动起来。
大多数机器人在很大程度上依赖中央处理器来协调动作。而动物则通过整合神经系统、身体力学以及与周围环境的互动来协调动作。协调分散化使它们可避开依赖大脑的持续指挥。
依据这两种情况,研究小组创造了迄今为止移动速度最快、最简单的软体机器人之一。这种机器人不配备计算机、软件和传感器,而是依靠自己的身体以及与环境的互动来协调地移动。
这项研究成果发表在英国《自然》周刊上。机器人的腿由弯曲的硅胶管构成。在没有气流的情况下,硅胶管会保持稳定的弯曲姿态。
当引入稳定的气流时,每条腿都会单独自主摇摆和抬升。但当几条腿聚拢在一起时,它们的动作会迅速同步,呈现出有节奏的步态。
该研究报告的第一作者阿尔贝托·科莫雷托指出,“秩序从混乱中产生。现在不需要代码,也不需要指令。当腿自发地同步时,机器人就起飞了”。
其原理与萤火虫同步发光或心脏细胞同步跳动是一样的:复杂的集体运动源于简单的相互作用。
该机器人的运动源于压力、折痕的形成和管道阻力之间的反馈回路,类似于机械心跳,将多个肢体物理性地连接在一起。
此外,这还是一款移动速度极快的机器人。在引入气流的情况下,其速度能达到每秒30个身体长度。
机器人腿部之间的同步能自行适应环境的变化。当机器人从陆地移动到水中时,它的步态会自动从跳跃模式转变为自由泳模式。
研究人员指出,该机器人的运动源于身体与环境之间的密切关系,因此步态的转换无需中央处理器或控制逻辑。
研究报告的作者之一曼纳斯·朔马克解释说,类似的分散式智能在生物学中常常会出现,比如海星。海星能利用局部反馈和身体动力学、而不是“中央大脑”来协调数百条管足的动作。
从智能药片到太空技术,这种软体机器人未来的应用场景范围广泛。荷兰原子与分子物理研究所在一份声明中说,未配备微电子装置的安全微型机器人能被吞咽,并在自主到达目标组织后释放药物。
它还可能为开发适应太空等极端环境的自动机械铺平道路,因为在这些环境中,传统电子设备有极大几率会出现故障。(编译/王萌)
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