美国佐治亚理工学院研究人员构建无电子元件的机器人集群
2026-04-03 15:29
来源:佐治亚理工学院
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佐治亚理工学院的研究团队开发了一种创新的机器人集群,这些微小的粒子能够锁合、释放和重组,而无需依赖任何电子元件、电池或中央处理器。这项由助理教授邓伯雷和博士生杨心怡领导的研究,登上了《先进智能系统》杂志的封面,展示了机械设计如何替代传统智能控制系统。

邓伯雷表示:“我们的粒子行为不是由中央控制器控制,而是由其机械设计以及它们如何相互作用所决定的。”这种被称为“机械智能”的方法,让每个粒子的形状决定其行为,智能直接内置在几何结构中。杨心怡解释说:“智能不是编程进去的——它是内置的。改变几何形状,你就改变了集群的行为。”

这些机器人集群粒子在感受到外部振动时会自动响应,实现协调运动,类似鸟群或蚁群的自组织方式。邓伯雷指出:“每个单元可以非常‘笨’,遵循简单的规则。但当你组合足够多的单元时,一种智能就开始显现。”集群的每个粒子都遵循弯曲、锁合、释放的简单机械规则,扩散距离和速度取决于柔性臂的构造。

机器人集群可在不同尺度制造,从微米级到1.5英寸大小,适用于医疗和太空领域。在医疗应用中,粒子可进入血流,通过超声波振动扩散,靶向递送药物到难以触及的肿瘤或绘制血管图。杨心怡说:“这些粒子可以探索任何摄像头或导管都无法到达的血管。你发送振动,它们就会扩散到我们无法看到的身体部位。”

在太空环境中,这些集群能在辐射和极端温度下运行,作为紧凑单元发射后通过振动激活,实现自主移动和重新配置,减少对宇航员或传统机器人的依赖。邓伯雷补充:“在太空中,一旦你建造了某个东西,你需要宇航员或机器人来改变它。在我们的系统中,你只需发送振动。”研究团队正进一步开发对不同振动响应的结构,探索更多应用可能性。

出版详情:作者:Michelle Azriel, Georgia Institute of Technology;标题:《Researchers build a robotic swarm with no electronics, no batteries and no brains》;发表于:《Advanced Intelligent Systems》(2025);期刊信息:《Advanced Intelligent Systems》。

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