研究人員和他們的機器人。圖片來源:AMOLF

據(jù)最新一期《科學》雜志報道,荷蘭原子與分子物理研究所團隊制造了一款軟體機器人,它沒有人工智能芯片、電子元件或傳感器,卻能行走、跳躍和游泳。這一切僅靠軟管、空氣和一系列巧妙的物理原理來實現(xiàn)。

這款機器人能以驚人的協(xié)調性和自主性移動,完全得益于其身體結構及其與外界的交互方式。其運動原理與加油站或商超門前那些身姿搖曳、舞動不停的充氣管狀“舞者”類似。

該機器人同樣僅靠持續(xù)氣流來驅動。當氣流涌入,它的管狀腿便開始有節(jié)奏地擺動起來。單獨看,每條腿都在隨機擺動。但當多條腿連接在一起時,它們的運動瞬間同步,形成了有節(jié)奏的移動步態(tài)。

機器人的速度還很快。輸入氣流時,機器人每秒能移動相當于自身長度30倍的距離。這一速度比其他氣動機器人快了好幾個數(shù)量級,而那些機器人通常需要集中控制。

值得注意的是,這種同步還能適應地形變化。如果機器人遇到障礙物,它會自行調整方向。當它從陸地移動到水中時,步態(tài)會自發(fā)地將跳躍模式轉變?yōu)樽杂捎灸Ｊ健＿@些轉變無需任何中央處理器或控制邏輯,而是通過身體與環(huán)境之間的緊密耦合來實現(xiàn)的。

這項研究挑戰(zhàn)了機器人需要復雜控制系統(tǒng)才能實現(xiàn)類生命行為的傳統(tǒng)觀念。這類機器人應用前景廣闊,覆蓋智能藥丸、太空技術等領域。比如,安全的可吞咽微型機器人,無需微電子元件就能在體內自主抵達目標組織,釋放藥物;可穿戴機器人外骨骼,無需處理器就能與人體行走步態(tài)同步,增強力量且降低功耗;在太空等極端環(huán)境,傳統(tǒng)電子元件易失效,這類機器人卻能穩(wěn)定作業(yè)。

該研究也為機械系統(tǒng)打開新的大門,使其能呈現(xiàn)類似計算機的智能表現(xiàn),而無需真正配備計算機。