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仿章鱼机器人无需中央计算机即可自主决策

布里斯托大学的科学家开发出一种革命性的软体机器人,模仿章鱼分布式神经系统,通过流体动力实现自主决策。该机器人能够感知环境,适应不同物体的抓握,并在无需电子传感器或中央处理器的情况下预测拉力。这一突破标志着软体机器人在直观性和适应性方面向实际应用迈出了重要一步。
仿章鱼机器人无需中央计算机即可自主决策

布里斯托大学科学与工程学院的研究团队近日发布了一款突破性的软体机器人,其灵感来源于章鱼独特的神经系统结构。相关成果已于2025年5月14日发表在《Science Robotics》期刊上,展示了仿生设计如何彻底革新自主机器人领域。

该团队由岳天奇领衔,设计出一种结构简单却智能的机器人,通过空气或水的流动来协调吸附和运动,类似章鱼如何利用分布在多只触腕上的数百个吸盘进行控制。与传统依赖复杂电子元件和中央处理单元的机器人不同,这款机器人的“智能”被物理地嵌入其结构之中。

“去年我们开发了一种仿章鱼吸附岩石的人工吸盘,利用软材料和水密封实现吸附,”岳天奇解释道,“本次研究则更进一步,从单一吸盘模仿章鱼吸附物体,发展到‘嵌入式吸附智能’——在软体机器人系统中模拟章鱼神经肌肉结构的关键特性。”

该机器人的吸附智能分为两个层级。在底层,通过将吸附流体与局部流体电路耦合,机器人能够实现类似章鱼的嵌入式智能,包括温和抓取易碎物体以及自适应缠绕未知形状的物品。在高层,通过解码吸盘的压力响应,机器人不仅可以检测接触,还能识别环境和表面粗糙度,甚至预测交互时的拉力。

这一方法解决了机器人领域的核心难题:如何控制拥有大量自由度的系统。传统机器人需要为每种可能情况进行明确编程,导致计算效率低下。而章鱼则采用分布式控制架构,实现了高效且灵活的触腕控制——这一策略如今已在软体机器人中得到成功应用。

该技术在多个行业具有广阔应用前景,从农业(温和处理易损农产品)到制造业和医疗健康领域。随着软体机器人研究的持续升温——相关论文数量在2021年至2024年间增长超过50%——这一创新为打造能够安全、直观地与人类及复杂环境互动的机器人迈出了重要一步。

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