“无脑”软机器人无需人类帮助就能走出迷宫

你可能认为上面的图片只是几根绳子，但这些不起眼的小东西远不止这些。它们实际上是它们没有“大脑”或计算机智能，但却能从一些非常复杂的空间中逃脱。

这项突破背后的团队来自北卡罗来纳州立大学，他们首次公布了他们的类似螺旋状体的软体机器人2022 年，展示了它们如何在没有计算机或人工输入的情况下穿越迷宫。相反，这项技术依赖于物理智能的概念。

物理智能是指机器人的制造材料及其结构设计决定了它们的行为。没有计算机或引导机器人？它只是做它该做的事。

现在，该团队在之前成功的基础上，推出了一个可以应对更为复杂场景的全新改进版本。

机械与航空航天工程副教授尹杰在一篇论文中表示：“在我们之前的工作中，我们展示了我们的软机器人能够通过非常简单的障碍赛道，并一路旋转。”陈述。“但是，除非遇到障碍物，否则它无法转弯。实际上，这意味着机器人有时会卡住，在平行的障碍物之间来回弹跳。”

“我们开发了一种新型软体机器人，它能够自行转动，从而能够穿越曲折的迷宫，甚至绕过移动的障碍物。这一切都是使用物理智能完成的，而不是由计算机引导。”

该团队使用了与之前相同的材料，。当暴露在至少 55°C (131°F) 的表面温度下时，接触表面的材料部分会收缩，导致面条机器人滚动。表面越热，机器人滚动得越快。

虽然材料没有改变，但这次的设计有一个关键的不同。新机器人是不对称的：一半是可以拉成直线的扭曲带；另一半是更紧密的扭曲，也可以绕自身旋转。

这种不对称性导致机器人两端施加的力不同，因此机器人将不再沿直线滚动。您可以在下面的视频中看到这种不对称性的实际作用，以及这种独特特性如何帮助机器人摆脱困境。

“我们新机器人背后的概念相当简单：由于其不对称设计，它无需接触物体即可转动，”第一作者姚兆解释道。“因此，虽然它在接触物体时仍会改变方向 - 允许它在迷宫中导航 - 但它不会被卡在平行物体之间。相反，它以弧线移动的能力使它能够基本上摆动着自由移动。”

即使是带有移动墙壁且间隙小于其身体尺寸的迷宫也无法与机器人绳相匹敌，作者将其命名为“迷宫逃脱者”。

这不仅仅是一个很棒的例子，可以实现和物理智能方面，尹朝阳谈到了这项技术的潜在应用：“这项工作在帮助我们开发软机器人设计创新方法方面又迈出了一步……特别是对于软机器人能够从周围环境中获取热能的应用。”

该研究发表在期刊上科学进步。