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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 每日科學(xué)

無需電子元件通過空氣運(yùn)動

氣流驅(qū)動軟體機(jī)器人問世

2025-05-16 科技日報張佳欣

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據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報道，荷蘭原子與分子物理研究所團(tuán)隊(duì)制造了一款軟體機(jī)器人，它沒有人工智能芯片、電子元件或傳感器，卻能行走、跳躍和游泳。這一切僅靠軟管、空氣和一系列巧妙的物理原理來實(shí)現(xiàn)。

這款機(jī)器人能以驚人的協(xié)調(diào)性和自主性移動，完全得益于其身體結(jié)構(gòu)及其與外界的交互方式。其運(yùn)動原理與加油站或商超門前那些身姿搖曳、舞動不停的充氣管狀“舞者”類似。

該機(jī)器人同樣僅靠持續(xù)氣流來驅(qū)動。當(dāng)氣流涌入，它的管狀腿便開始有節(jié)奏地?cái)[動起來。單獨(dú)看，每條腿都在隨機(jī)擺動。但當(dāng)多條腿連接在一起時，它們的運(yùn)動瞬間同步，形成了有節(jié)奏的移動步態(tài)。

機(jī)器人的速度還很快。輸入氣流時，機(jī)器人每秒能移動相當(dāng)于自身長度30倍的距離。這一速度比其他氣動機(jī)器人快了好幾個數(shù)量級，而那些機(jī)器人通常需要集中控制。

值得注意的是，這種同步還能適應(yīng)地形變化。如果機(jī)器人遇到障礙物，它會自行調(diào)整方向。當(dāng)它從陸地移動到水中時，步態(tài)會自發(fā)地將跳躍模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂捎灸Ｊ健＿@些轉(zhuǎn)變無需任何中央處理器或控制邏輯，而是通過身體與環(huán)境之間的緊密耦合來實(shí)現(xiàn)的。

這項(xiàng)研究挑戰(zhàn)了機(jī)器人需要復(fù)雜控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)類生命行為的傳統(tǒng)觀念。這類機(jī)器人應(yīng)用前景廣闊，覆蓋智能藥丸、太空技術(shù)等領(lǐng)域。比如，安全的可吞咽微型機(jī)器人，無需微電子元件就能在體內(nèi)自主抵達(dá)目標(biāo)組織，釋放藥物；可穿戴機(jī)器人外骨骼，無需處理器就能與人體行走步態(tài)同步，增強(qiáng)力量且降低功耗；在太空等極端環(huán)境，傳統(tǒng)電子元件易失效，這類機(jī)器人卻能穩(wěn)定作業(yè)。

該研究也為機(jī)械系統(tǒng)打開新的大門，使其能呈現(xiàn)類似計(jì)算機(jī)的智能表現(xiàn)，而無需真正配備計(jì)算機(jī)。

據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報道，荷蘭原子與分子物理研究所團(tuán)隊(duì)制造了一款軟體機(jī)器人，它沒有人工智能芯片、電子元件或傳感器，卻能行走、跳躍和游泳。這一切僅靠軟管、空氣和一系列巧妙的物理原理來實(shí)現(xiàn)。這款機(jī)器人能以驚人的協(xié)調(diào)性和自主性移動，完全得益于其身體結(jié)構(gòu)及其與外界的交互方式。其運(yùn)動原理與加油站或商超門前那些身姿搖曳、舞動不停的充氣管狀“舞者”類似。該機(jī)器人同樣僅靠持續(xù)氣流來驅(qū)動。當(dāng)氣流涌入，它的管狀腿便開始有節(jié)奏地?cái)[動起來。單獨(dú)看，每條腿都在隨機(jī)擺動。但當(dāng)多條腿連接在一起時，它們的運(yùn)動瞬間同步，形成了有節(jié)奏的移動步態(tài)。機(jī)器人的速度還很快。輸入氣流時，機(jī)器人每秒能移動相當(dāng)于自身長度30倍的距離。這一速度比其他氣動機(jī)器人快了好幾個數(shù)量級，而那些機(jī)器人通常需要集中控制。值得注意的是，這種同步還能適應(yīng)地形變化。如果機(jī)器人遇到障礙物，它會自行調(diào)整方向。當(dāng)它從陸地移動到水中時，步態(tài)會自發(fā)地將跳躍模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂捎灸Ｊ健＿@些轉(zhuǎn)變無需任何中央處理器或控制邏輯，而是通過身體與環(huán)境之間的緊密耦合來實(shí)現(xiàn)的。這項(xiàng)研究挑戰(zhàn)了機(jī)器人需要復(fù)雜控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)類生命行為的傳統(tǒng)觀念。這類機(jī)器人應(yīng)用前景廣闊，覆蓋智能藥丸、太空技術(shù)等領(lǐng)域。比如，安全的可吞咽微型機(jī)器人，無需微電子元件就能在體內(nèi)自主抵達(dá)目標(biāo)組織，釋放藥物；可穿戴機(jī)器人外骨骼，無需處理器就能與人體行走步態(tài)同步，增強(qiáng)力量且降低功耗；在太空等極端環(huán)境，傳統(tǒng)電子元件易失效，這類機(jī)器人卻能穩(wěn)定作業(yè)。該研究也為機(jī)械系統(tǒng)打開新的大門，使其能呈現(xiàn)類似計(jì)算機(jī)的智能表現(xiàn)，而無需真正配備計(jì)算機(jī)。

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