受章鱼神经系统启发 布里斯托大学开发可适应周围环境的软体机器人
据外媒报道,受章鱼神经系统启发,布里斯托大学(University of Bristol)科学与工程学院的团队研制出一款能通过感知环境自主决定移动或抓取物体的机器人。这款结构简单却智能的机器人可以利用空气或水流的流体动力协调吸力与运动——正如章鱼用数百个吸盘和多条触手所做的那样。
图片来源:University of Bristol
这项发表于期刊《Science Robotics》的研究表明,软体机器人不仅能利用吸力吸附物体,还能像章鱼一样感知环境并自主控制行动。仅需单一吸力系统,该机器人即可抓取易碎物品、感知接触的是空气、水还是粗糙表面,甚至预判其他物体对它的拉力大小——全程无需中央计算机控制。
论文主要作者Tianqi Yue解释道:“去年我们研发了一种人工吸盘,利用软材料和水密封技术模拟了章鱼吸附岩石的方式。这项研究将这一成果推进到新阶段:从单纯模仿章鱼吸盘连接物体,升级为在软体机器人系统中模拟章鱼神经肌肉结构的关键特征,实现‘具身吸力智能’。”
这种吸力智能分两级运作:通过将流体吸力与局部流体回路耦合,软体机器人可以实现类似章鱼的基础具身智能,包括轻柔地抓取易碎物、自适应弯曲及包裹未知形状物体。通过解码吸盘压力反馈,机器人还能实现高阶感知功能,包括接触检测、环境分类、表面粗糙度评估以及交互拉力预测。
这种简单低成本的吸力智能或将催生更安全、智能且节能的新一代软体机器人。其潜在应用包括在农业中采摘水果、在工厂中处理易碎物品、将医疗工具固定在人体内,乃至开发能与人类安全互动的软质玩具及可穿戴设备。
该团队正致力于缩小该系统的体积并提升耐用性以供实际应用,同时计划结合智能材料与人工智能,增强其在复杂环境中的适应性与决策能力。Tianqi总结道:“一个简单的吸盘,内部没有任何电子元件,却能像章鱼手臂一样感觉、思考和行动,这太令人着迷了。”这将帮助机器人变得更自然、柔软且直观易用。
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