無人類指導(dǎo) 無計(jì)算機(jī)引導(dǎo) “無腦”機(jī)器人可逃脫復(fù)雜迷宮

美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)研究人員曾創(chuàng)造出一種柔性機(jī)器人，可在沒有人類或計(jì)算機(jī)指導(dǎo)的情況下導(dǎo)航簡(jiǎn)單的迷宮，以此為基礎(chǔ)，他們創(chuàng)造了一個(gè)新“無腦”柔性機(jī)器人，可在更加復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的環(huán)境中導(dǎo)航。這項(xiàng)研究發(fā)表在新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

研究人員稱，此前研究已證明了柔性機(jī)器人能在非常簡(jiǎn)單的障礙中扭轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)，但機(jī)器人有時(shí)會(huì)被卡住，在平行障礙物之間來回彈跳。

此次新開發(fā)的柔性機(jī)器人，不但能自行轉(zhuǎn)動(dòng)，逃脫曲折的迷宮，甚至還能繞過移動(dòng)的障礙物。這一切都由物理智能完成，而不是由計(jì)算機(jī)引導(dǎo)。

這種物理智能，是指動(dòng)態(tài)物體（如柔性機(jī)器人）的行為由其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料控制，而不是由計(jì)算機(jī)或人為干預(yù)指導(dǎo)。新的柔性機(jī)器人由帶狀液晶彈性體制成。當(dāng)機(jī)器人放置在至少55℃的表面上時(shí)，該表面比環(huán)境空氣更熱，接觸表面的部分收縮，而暴露在空氣中的部分不會(huì)。這會(huì)帶來滾動(dòng)，表面越溫暖，機(jī)器人滾動(dòng)得越快。

新機(jī)器人被分為兩個(gè)不同的部分，其中一半形狀像一條扭曲的絲帶向前延伸；而另一半的形狀則如同螺旋樓梯一樣。

這種不對(duì)稱設(shè)計(jì)意味著機(jī)器人的一端在地面上施加的力比另一端大。想象一個(gè)塑料杯，嘴部比它底部寬，如果在桌子上滾動(dòng)時(shí)，它不會(huì)直線滾動(dòng)，而是形成一個(gè)弧線，這正是由于其不對(duì)稱形狀引起的。

研究人員展示了不對(duì)稱柔性機(jī)器人設(shè)計(jì)在更復(fù)雜的迷宮中導(dǎo)航的能力，包括帶有移動(dòng)墻壁的迷宮，以及比其身體尺寸更窄的空間。研究人員還在金屬表面和沙子上測(cè)試了新的機(jī)器人設(shè)計(jì)。

在我們以往的印象中，計(jì)算系統(tǒng)的控制，是機(jī)器人的“標(biāo)配”。這種“無腦”機(jī)器人打破我們對(duì)機(jī)器人的傳統(tǒng)認(rèn)知：原來不需要人為控制，不需要芯片，單純借助新型材料獨(dú)特的性能，同樣能設(shè)計(jì)出能夠運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。而且，這樣的機(jī)器人還不存在能耗問題。這為工程師設(shè)計(jì)新型機(jī)器人打開了更寬廣的思路。類似這樣的機(jī)器人，或許能應(yīng)用在更加特殊的場(chǎng)景之中，在應(yīng)用領(lǐng)域方面與傳統(tǒng)意義上的機(jī)器人互為補(bǔ)充。 （記者張夢(mèng)然）