英國牛津大學(xué)牽頭的研究團(tuán)隊(duì)近日取得突破性進(jìn)展，成功開發(fā)出一種無需電子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)器人。該設(shè)備完全依靠氣壓變化實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，擺脫了對傳統(tǒng)馬達(dá)、電路板及編程指令的依賴，為機(jī)器人技術(shù)開辟了全新路徑。

這種新型裝置通過模塊化氣壓單元構(gòu)建，每個(gè)單元兼具運(yùn)動(dòng)、感知與控制功能。當(dāng)空氣壓力作用于特定結(jié)構(gòu)時(shí)，單元既能像肌肉纖維般收縮伸展，又可模擬觸覺傳感器感知接觸強(qiáng)度，同時(shí)還能通過閥門結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)氣流方向。研究團(tuán)隊(duì)將這種設(shè)計(jì)比作生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)調(diào)其通過物理交互而非數(shù)字信號實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。

實(shí)驗(yàn)顯示，由多個(gè)單元組成的機(jī)器人原型（尺寸約鞋盒大小）能自主完成跳躍、爬行及震動(dòng)等復(fù)雜動(dòng)作。單個(gè)模塊在持續(xù)氣壓輸入下，可同步執(zhí)行三種功能并產(chǎn)生規(guī)律性運(yùn)動(dòng)節(jié)奏。當(dāng)多個(gè)模塊互聯(lián)時(shí)，系統(tǒng)會自發(fā)形成同步運(yùn)動(dòng)模式，整個(gè)過程無需任何計(jì)算機(jī)介入。

該技術(shù)的核心創(chuàng)新在于將決策機(jī)制直接編碼在物理結(jié)構(gòu)中。傳統(tǒng)機(jī)器人需要中央處理器解析環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)出指令，而新型軟體機(jī)器人通過材料特性與氣壓動(dòng)力學(xué)的結(jié)合，使適應(yīng)性行為自然涌現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)顯著降低了能耗，特別適合在電力供應(yīng)受限或地形復(fù)雜的場景中應(yīng)用。

軟體機(jī)器人領(lǐng)域長期面臨將行為邏輯寫入物理結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)。研究團(tuán)隊(duì)從生物運(yùn)動(dòng)機(jī)制中獲得靈感，發(fā)現(xiàn)章魚等無脊椎動(dòng)物無需大腦集中控制即可協(xié)調(diào)肢體。通過模仿這種分布式智能系統(tǒng)，他們開發(fā)的模塊化單元可像樂高積木般自由組合，無需修改基礎(chǔ)設(shè)計(jì)就能構(gòu)建不同形態(tài)的機(jī)器人。

目前實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)多種基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模式，包括定向爬行、連續(xù)跳躍等。研究人員指出，這種技術(shù)路線有望推動(dòng)機(jī)器人向更高效、更魯棒的方向發(fā)展，尤其在災(zāi)害救援、醫(yī)療內(nèi)窺鏡等需要柔性操作的領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。