“无脑”软体机器人在机器人领域取得突破，能够在复杂环境中导航

在不断发展的机器人领域中，研究人员取得了一项新的突破：一款不需要人类或计算机指令就能在复杂环境中导航的软体机器人。这一新发明是在之前的工作基础上发展起来的，之前的软体机器人已经展示了在简单迷宫中导航的基本能力。

利用物理智能进行导航

北卡罗来纳州立大学机械和航空工程系副教授、研究论文的共同通讯作者Jie Yin对这一进展进行了阐述：

“在我们之前的工作中，我们展示了我们的软体机器人能够在非常简单的障碍赛道中扭曲和转弯。然而，它不能在没有障碍的情况下转弯。这一限制意味着机器人有时会被困住，在平行障碍之间来回弹跳。”

他补充说，”我们已经开发了一种新型的软体机器人，它能够自行转弯，从而能够穿过蜿蜒的迷宫，甚至可以避开移动的障碍。所有这一切都是通过物理智能实现的，而不是依赖于计算机的指导。”

“物理智能”一词指的是动态物体（如软体机器人）的固有行为，由其结构设计和材料决定，而不是外部的人类或计算机干预。

这种新型的软体机器人采用了类似丝带的液晶弹性体。当它们被放在比周围空气温暖的表面上，特别是超过55摄氏度（131华氏度）时，与表面接触的丝带会收缩，而暴露的部分保持不变。这一差异触发了滚动运动，并随着表面温度的升高而加速。

通过不对称性实现创新

这款机器人的独特之处在于其设计。与其对称的前身不同，这款新机器人由两个不同的部分组成。一个部分像一个扭曲的丝带一样延伸，而另一个部分像一个螺旋楼梯一样紧密缠绕。

这种设计的偏差导致机器人的一端比另一端施加更多的力，导致非线性运动。论文的第一作者、NC州立大学的博士后研究员Yao Zhao解释了这一原理：”想象一个塑料杯，口径比底部宽。当你滚动它时，它不会沿着直线轨迹运动，而是会沿着弧线运动。这就是其不对称设计的效果。”

Zhao进一步解释说，”我们新机器人的概念很简单：由于其不对称的设计，它可以在没有物体接触的情况下自行转弯。因此，虽然它仍然可以在遇到物体时改变其路径——这使得它能够穿过迷宫——但它不能被困在平行的障碍之间。其弧形运动使其能够有效地挣脱。”

对这款机器人的测试显示了它在复杂迷宫中导航的能力，甚至可以在移动的墙壁中导航。令人印象深刻的是，它可以挤过比其自身大小还小的缝隙。这些测试是在多种地形上进行的，包括金属表面和沙子。

这项开创性的工作为软体机器人设计带来了新的视角。正如Yin所说，”这项工作是我们开发软体机器人设计的另一个进步，特别是对于那些可以利用环境热能的应用。”

随着机器人领域的发展，这种”无脑”软体机器人在实际应用中的潜力似乎是无限的。