该设计模仿了章鱼吸杯的结构和感知控制机制,以便在抓住物体时,人工吸力杯可以在物体内部产生重大的气压变化。这种变化可以触发类似于章鱼神经干预信号的响应行为,从而实现了软件机器人动作的智能调节。
值得注意的是,这项研究创新地将吸附,感知和智能控制的三个主要功能整合到了单个流体结构中,而无需依赖复杂的电子控制系统。这项仿生技术不仅可以实现高效且灵活的抓握和环境感知,而且还具有广泛的实用应用前景,包括工厂机器人武器,安全的人类计算机互动,可植入的医疗设备以及农业自动化设备和其他领域。
Yue Tianqi pointed out: “This shows that the suction cup of octopus is not entirely controlled by the central brain, and many behaviors are spontaneous instinctive reactions. Biological reports often say that octopus has nine ‘brains’ —— In fact, it has a central brain and one of each wrist foot, forming a layered neural regulation system to coordinate suction cups and movements.”

与大多数依靠复杂结构来实现多功能功能的机器人系统不同,这项研究致力于通过最简单的结构来完成中等复杂性的任务。例如,在工业自动化方案中,传统的机器人臂通常依靠视觉传感器,高精度定位设备和中央控制器一起工作。本研究中提出的软件机器人系统已经完成了精细的掌握任务,这些任务由于其低成本,自主执行能力和结构简单性而难以完成。
实验表明,单个软手指可以轻轻抓住脆弱的气球而不会破裂,四指柔软的手指也可以稳定地抓住无壳鸡蛋,果冻和其他易受伤害的物品。该自动智能系统的核心在于吸入杯集成的流体开关结构,该结构可以自发地基于物理接触而自发地触发动作调节,而无需外部复杂的电子控制。
大多数传统的控制系统集中在计算机虚拟系统计算上,该系统采用层次控制体系结构设计,该设计使用机械结构与物理世界之间的自发相互作用来模拟潜意识的动作和控制,并结合了简单的传统控制算法。它不仅依赖虚拟控制算法或完整的机械结构,而是“从优势和劣势中学习”。

传统的机器人控制系统大多依靠集中计算机进行虚拟操作,而本研究提出了一种整合机械结构和物理相互作用行为的层次控制体系结构。该系统通过结构和现实世界的自发耦合来模拟“潜意识”行为,并具有简单的控制算法,从而实现了机械智能和算法智能的交叉融合。
它的创新反映在高级决策和基础控制的有机组合中:基础层依赖于机械体的特征来实现无意识的反应,例如吸附触发了自主收缩;上层使用单通道气压信号执行算法分析以实现多模式感知,包括判断物体的重量,表面粗糙度和干湿状态。
该策略大大减少了系统的计算资源要求和成本。实验中使用的有机硅抓取系统的总成本受到20元之内的控制,该元素比传统的机器人臂低两个数量级。 Yue Tianqi向DeepTech解释说:“这个智能系统具有双重操作机制,可以根据任务要求灵活地组合基础控制和高级感知。我们提出了一种可通过微调实现不同运动形式的可推广模块化方法。”

尽管该系统在结构和成本方面具有显着优势,但应理解,该系统仍然存在一定的局限性,例如其环境泛化功能目前不如传统机器人系统的能力好。 Yue Tianqi说:“将来,我们需要根据特定的应用程序场景来针对系统的技术进行针对系统的适应,并将其结合到满足Lego等实际任务需求的自定义解决方案中。”
Yue Tianqi获得了博士学位。来自布里斯托大学。在此期间,他对生物启发的真空吸附原理及其在机器人中的应用进行了研究。他最近加入了南方科学技术大学的自动化与智能制造学院,继续探索相关问题。
目前,他致力于将真空吸附机理扩展到人形机器人的结构设计中。预计该研究方向将为人形机器人的配置设计提供新的范式,以取代基于关节(例如髋关节,肩膀和手部关节)的传统机械设计方法,从而全面地改善了机器人的运动效率,行为流畅性和拟人化的性能,使其运动更自然,更加自然,并且更加自然。
用户评论
陌潇潇
哇,这压纹的智能软件机器人系统听起来好酷啊!感觉未来战争要变成机器人之间的对决了。
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别留遗憾
机器人武器?这让我想起了终结者,但愿科学家们能控制好这个技术,别让它失控。
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咆哮
人机交互的新时代来临了,虽然有点担心机器人会取代我们的工作,但也能期待更多便利。
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我一个人
压纹技术真是个黑科技,不知道这个机器人系统会不会有自我修复的能力。
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玻璃渣子
这压纹智能软件系统听起来很复杂,不知道普通人能不能跟它顺畅交流。
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人心叵测i
机器人武器啊,这让我想起了电影里的场景,现实世界也快要变成科幻片了吗?
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抚笙
智能软件机器人系统,听起来很高端,但希望它不会让我们的生活变得更危险。
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tina
压纹技术听起来很厉害,但用在武器上,真的没问题吗?希望科学家们能三思。
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红玫瑰。
人机交互是未来的趋势,这个系统如果能提高人机沟通的效率,那真是太好了。
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烬陌袅
机器人武器?我希望它们只是用来辅助人类,而不是取代人类。
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笑傲苍穹
智能软件机器人系统,希望它能在医疗、教育等领域发挥更大的作用。
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单身i
压纹技术听起来很高级,但我觉得它可能会带来伦理和法律上的问题。
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病态的妖孽
这个机器人系统如果能提高安全性,减少战争伤亡,那也算是个进步。
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月下独酌
人机交互的未来很值得期待,但我也担心我们的隐私会不会因此受到侵犯。
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我就是这样一个人
机器人武器和人机交互,这两个词放在一起,总觉得有些不安。
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╯念抹浅笑
智能软件机器人系统,希望能有更多的透明度,让我们知道这个技术是如何运作的。
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箜明
压纹技术听起来很酷,但用在武器上,真的没问题吗?希望科学家们能慎重。
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一个人的荒凉
机器人武器和人机交互,这可能会改变我们的生活方式,希望是向好的方向。
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陌上蔷薇
智能软件机器人系统,如果能解决一些实际问题,那它的价值就无可估量了。
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