由英國牛津大學領(lǐng)銜的研究團隊研發(fā)出一種全新的軟體機器人，它們無需電子元件、馬達或計算機，僅靠空氣壓力就能運作。研究顯示，這種“無腦”機器人并不依賴中央控制系統(tǒng)或程序指令，而是通過自身結(jié)構(gòu)與外界的物理作用實現(xiàn)運動與協(xié)調(diào)。相關(guān)研究5日發(fā)表在《先進材料》雜志上。

這一成果為發(fā)展具身智能開辟了新方向，也就是將決策與行為直接編碼在機器人的結(jié)構(gòu)中，從“靠大腦控制的機器人”，發(fā)展到“身體本身就是智能系統(tǒng)的機器人”。這種新型機器人更高效、更節(jié)能，未來有望在能源有限、環(huán)境復雜的場景中實現(xiàn)自適應工作。

軟體機器人由柔性材料制成，擅長穿越復雜地形或操控易碎物體。該領(lǐng)域的一個重要目標是，將行為與決策機制直接寫入機器人的物理結(jié)構(gòu)，使其無需復雜的感知和編程系統(tǒng)就能自適應環(huán)境。但如何讓這種自動化行為自然涌現(xiàn)，一直是一大挑戰(zhàn)。

許多生物體無需中央控制就能實現(xiàn)身體協(xié)調(diào)。研究團隊從自然界汲取靈感，設計出一種模塊化氣壓單元，能夠像電子電路中的電流一樣傳遞空氣壓力，并完成不同機械功能。根據(jù)氣流設置，這一單元可執(zhí)行3種任務：像肌肉一樣在氣壓變化下運動；像觸覺傳感器一樣感知接觸變化；像閥門一樣控制氣流通斷。

這些模塊猶如樂高積木，多個幾厘米大小的相同單元無需改變基本設計即可拼裝成不同機器人。團隊在實驗室組裝了鞋盒大小的桌面原型，能完成跳躍、震動、爬行等動作。在特定連接下，單個模塊可同時執(zhí)行3種功能，只需持續(xù)施加氣壓，就能自主產(chǎn)生節(jié)律運動。當多個模塊連接在一起時，它們會自然形成同步節(jié)奏，而無需任何計算機控制。

團隊展示了兩種典型裝置：一種“搖動機器人”，能通過旋轉(zhuǎn)平臺自動將珠子分類；另一種“爬行機器人”，能感知桌面邊緣并自動停止，防止墜落。整個過程完全由機械反饋實現(xiàn)。這種協(xié)調(diào)行為不是預設指令的結(jié)果，而是由模塊之間的相互作用及其與環(huán)境的物理耦合自然產(chǎn)生。