伦敦国王学院的研究人员创造了一种基于压力的、无电的机器人控制系统,该系统可以实现先进的人工智能和自主功能,为适合低功耗和特殊环境的多功能、自适应机器人铺平了道路。
工程师们已经开发出一种方法,可以在不用电的情况下向机器人发出复杂的指令,这可能会在机器人的“大脑”中腾出更多的空间供它们“思考”。
伦敦国王学院的研究人员模仿人体某些部位的工作原理,利用一种新型紧凑电路,利用内部流体压力的变化,向设备传输了一系列命令。
他们表示,这个世界首次开启了新一代机器人的可能性,这些机器人的身体可以独立于其内置控制中心进行操作,而这个空间可能会被用于更复杂的人工智能驱动软件。
“将任务分配给身体的不同部位可以释放机器人的计算空间,让它们‘思考’,让未来的机器人更加了解它们的社会环境,甚至更加灵巧。这为社会关怀和制造业等领域的新型机器人技术打开了大门,”伦敦国王学院工程学高级讲师、该研究的资深作者安东尼奥·福特博士说。
发表在《高级科学》杂志上的这一发现也可能使机器人能够在电力设备无法工作的情况下工作,比如在切尔诺贝利这样的受辐射地区进行勘探,这会破坏电路,以及在像核磁共振室这样的电敏感环境中工作。
研究人员还希望这些机器人最终可以在没有可靠电力供应的低收入国家使用。
在低资源环境下扩展机器人能力
福特博士说:“简单地说,机器人分为两部分:大脑和身体。人工智能大脑可以帮助管理城市的交通系统,但许多机器人仍然很难打开一扇门 —— 这是为什么呢?”
“近年来,软件发展迅速,但硬件却没有跟上。通过创建一个独立于运行它的软件的硬件系统,我们可以将大量的计算负荷转移到硬件上,以同样的方式,你的大脑不需要告诉你的心脏跳动。”
目前,所有的机器人都依靠电力和电脑芯片来运作。由算法和软件组成的机器人“大脑”通过编码器将信息传递给身体或硬件,然后由编码器执行动作。
在“软机器人”领域,这是一个用软材料制造机器人肌肉等设备的领域,这是一个特别的问题,因为它引入了硬电子编码器,并对软件施加压力,使材料以复杂的方式发挥作用,例如抓住门把手。
为了解决这个问题,该团队开发了一个可重新配置的电路,并在机器人的硬件中安装了一个可调节的阀门。这个阀门的作用就像普通电路中的晶体管,工程师可以通过压力直接向硬件发送信号,模拟二进制代码,使机器人无需电力或中央大脑的指令即可执行复杂的操作。这允许比当前基于流体的电路更大的控制水平。
未来发展方向及应用
通过将软件的工作转移到硬件上,新电路为未来的机器人系统释放了更多的计算空间,使其更具适应性、更复杂、更有用。
下一步,研究人员希望将他们的电路从实验性的漏斗和移液器扩展到更大的机器人,从用于监控发电厂的履带式机器人到带有全软引擎的轮式机器人。
伦敦国王学院的研究生研究员、作家穆斯塔法·穆萨说:“最终,如果不投资具身智能,机器人将停滞不前。很快,如果我们不减轻现代机器人所承担的计算负担,算法的改进将对它们的性能产生很小的影响。我们的工作只是这条道路上的第一步,但未来会有更智能的机器人和更智能的身体。”
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