不用大腦也能動!這款「軟體機器人」靠物理原理自主行動
荷蘭AMOLF研究團隊最近開發出一款神奇的軟體機器人,它不需要任何電子元件、電腦程式或人工智慧,僅憑柔軟的管狀結構和氣流就能完成行走、跳躍甚至游泳等動作。這項突破性研究發表在《科學》期刊上,展現了目前速度最快、結構最簡單的軟體機器人之一。
這款機器人的運作原理其實就藏在我們日常生活中。還記得加油站門口那些隨風擺動的充氣人偶嗎?研究團隊正是從這種物理現象獲得靈感。當氣流持續透過機器人的軟管狀肢體時,每個肢體會開始像充氣人偶一樣擺動。神奇的是,當多個肢體相互連線時,它們的動作會自發性地同步,形成規律的運動模式。
「這就像從混沌中突然出現秩序一樣,」第一作者Alberto Comoretto解釋道:「完全不需要任何程式碼或指令,肢體會自動同步,機器人就這樣動起來了。」這種現象類似於螢火蟲同步發光或心肌細胞協調跳動,都是從簡單互動中產生複雜的集體行為。
這款機器人的速度相當驚人,每秒可移動相當於自身長度30倍的距離。相較之下,法拉利跑車「僅」能達到每秒20個車身長度。更令人驚奇的是,當遇到障礙物時,機器人會自動調整方向;從陸地進入水中時,運動模式也會自發地從跳躍轉換為自由式游泳。
共同作者Mannus Schomaker指出:「這種分散式智慧在生物界很常見,比如海星就是透過區域性反饋和身體動力學來協調數百隻管足,而不是依靠中央大腦。」
這項研究顛覆了傳統機器人需要複雜控制系統的觀念。首席研究員Bas Overvelde表示:「只要掌握物理原理,像軟管這樣簡單的結構也能產生複雜功能。」他甚至認為這不該稱為機器人,而是一種「沒有人工智慧卻能表現得像生物體的機器」。
未來這項技術可應用於多種領域,包括可吞服的智慧膠囊(能自主移動到目標組織釋放藥物)、無需處理器的外骨骼裝置,以及適合太空等極端環境的自動化機械繫統。這項研究為機械設計開闢了新思路:透過物理原理而非電腦運算,創造出更簡單、更具適應性的系統。
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