工程师们成功找到了一种首次无需电力便能向机器人提供复杂指令的方法。这一突破可能会为机器人在其“脑海”中处理信息创造更多空间。
通过模仿某些人体部位的功能,伦敦国王学院的研究人员利用一种依赖于内部液体压力变化的新型紧凑电路向设备传达了一系列指令。
他们相信,这一开创性成就为一种新型机器人技术铺平了道路,使机器人能够独立于其通常的控制系统进行操作。这可能使机器人的处理单元能够用于更先进的人工智能驱动软件。
伦敦国王学院工程学高级讲师、研究主笔之一安东尼奥·福特博士解释道:“通过将任务分配给不同的身体部位,我们提高了机器人的计算能力,使未来的模型能够变得更具社会意识,甚至更加灵活。这可能会促进机器人的发展,应用于社会关怀和制造等领域。”
这些研究成果发表在《先进科学》期刊上,可能还会推动能够在电力设备失效的环境中工作的机器人的发展,比如在切尔诺贝利等放射性区域进行探索,这些地方可能会损坏电路,或者在MRI室等对电力敏感的区域。
研究人员对这些机器人最终能够在缺乏可靠电力的低收入国家部署持乐观态度。
福特博士提到:“简单来说,机器人由两个部分组成:大脑和身体。虽然人工智能大脑可能管理城市交通,但许多机器人在打开门等基本任务上仍然面临挑战——这是什么原因呢?”
“虽然软件迅速进步,但硬件的发展却滞后。通过建立一个独立于软件运作的硬件框架,我们可以减轻软件上的大量计算压力,类似于你的大脑不需要指示你的心脏跳动。”
目前,所有机器人在运行时都依赖电力和计算机芯片。由算法和软件组成的机器人“脑”通过编码器将数据转换为物理组件,然后执行动作。
在“软机器人”领域,包括从柔性材料制造的机器人肌肉,这种依赖性尤其成问题,因为它强迫集成坚固的电子编码器,并对软件提出了很高的要求,以使材料能够执行复杂任务,如抓住门把手。
为了克服这一问题,研究团队设计了一种配备可调阀门的灵活电路,可以集成到机器人的硬件中。该阀门的功能类似于标准电路中的晶体管,允许工程师利用压力变化直接向硬件传递信号,模拟二进制代码。这种方法使机器人能够在不需要电力或中央大脑命令的情况下执行复杂动作,相较于现有的基于液体的电路,控制能力得到了增强。
通过将处理负担从软件转移到硬件,新电路为未来机器人系统变得更加灵活、复杂和实用创造了机会。
展望未来,研究人员的目标是将电路从实验装置(如料斗和移液管)提升到更大的机器人平台,包括用于调查发电厂的爬行机器人和配备全面软性电力系统的轮式机器人。
伦敦国王学院研究生莫斯法·穆萨强调:“如果不投资于具身智能,机器人发展将停滞不前。如果不卸载现代机器人所承担的计算任务,进一步的算法改进对其效率的影响将微乎其微。我们的研究标志着这一旅程的初始阶段,但它承诺带来更多具有先进功能的智能机器人未来。”