光控AI軟體機器手臂 突破精準運動新境界

萊斯大學研究團隊最新開發出一款革命性的軟體機器手臂，這項創新技術完全不需內建電子元件或線路，僅需透過雷射光束就能遠端操控，實現避開障礙物或擊球等高難度動作。此項突破性研究將為可植入式手術裝置與精密工業機器的控制開創全新可能。

在概念驗證研究中，材料科學家Hanyu Zhu帶領的團隊巧妙整合智慧材料、機器學習與光學控制系統。他們採用偶氮苯液晶彈性體（一種對光產生反應的特殊聚合物）製成機器手臂，並透過光圖案化裝置精準誘導其運動。這項研究成果已發表於《先進智慧系統》期刊。

該系統最特別之處在於搭載了經過訓練的神經網路，能預測產生特定手臂動作所需的光圖案，大幅簡化操作流程。研究第一作者Elizabeth Blackert博士表示：「這是首次實現對光響應材料的即時、可重組自動化控制，在軟體機器人領域具有里程碑意義。」

傳統機器人通常採用剛性結構搭配鉸鏈、輪子或夾具等可動元件，運動範圍相對受限。相較之下，軟體機器人在醫療等需要精密操作的領域展現獨特優勢。Zhu教授指出：「開發遠端可程式化軟體機器人需要跨領域專長，我們團隊正好具備材料開發、光學系統設計與機器學習的綜合實力。」

研究團隊特別改良彈性體材料，使其在藍光雷射照射下收縮，在黑暗中則能快速恢復原狀。這種「快速鬆弛」特性讓即時控制成為可能，且相較其他光敏材料，新材料不僅反應速度快（僅需數秒），使用波長也更安全。

Blackert生動比喻：「就像植物莖幹向陽生長，這種材料會朝著雷射光源彎曲。」研究人員運用空間光調製器將單一雷射光束分割成多道子光束，精準控制手臂各部位動作，原理類似章魚觸手的靈活運動，理論上可實現近乎無限的自由度。

化學與生物分子工程系教授Rafael Verduzco強調：「突破點在於利用光圖案實現複雜形變，這是過往單一程式化材料無法做到的。」團隊透過少量光設定組合訓練卷積神經網路，讓AI能自動輸出產生特定動作所需的光圖案。

目前原型機僅能在二維平面運動，但未來加入更多感測器與鏡頭後，將實現三維空間的彎曲動作。Blackert表示：「這項技術為植入式醫療裝置到精密工業機器人等應用領域，開創了更安全、功能更強大的機器人新時代。」

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