科技日报北京10月12日电 （记者张梦然）一款由美国北卡罗来纳州立大学团队研制的“机械智能”软体机器人问世。该机器人不装微电脑、不依赖实时算法，只用两根气管控制充放气，便可切换水母、鱼、转子三种游动模式，完成升降、悬停、转向等动作。其控制逻辑完全由材料与结构本身承担，等于把“大脑”长进了结构里。相关成果发表于最新一期《科学进展》。
这项研究的核心并非仿生外形，而是一种名为“机械智能”的设计理念：把传统上由传感器、芯片和算法完成的工作，交给机器人的材料和几何结构去完成。也就是说，身体本身就是处理器。这样做的好处是，机器人不需要背负复杂的电子设备，既能减轻重量、降低功耗，也能避免计算延迟，用最少的驱动实现尽可能多的功能。
机器人主体为一个中央八边形框架，四条柔性三角形臂与框架相连，框架内装有超软硅胶扁平气囊，形成双通道气动执行器。样机长55毫米，重14.5克。团队将每条臂设计成“单稳态”结构，类似弹簧门：充气时臂快速下拍，越过临界点后弹性能量释放；放气后结构自动弹回，臂的翻转约26毫秒内完成。两个气动通道对称布置，以不同时序充放气时，四条臂的运动会随之改变。
具体来说，两通道同时充放气，四臂同步扑动，产生垂直脉冲，机器人在水母模式下完成上升、下降和悬停；只给一侧充气，对侧臂大幅拍打、邻侧辅助摆动，机器人像鱼一样定向游动；两通道以180度相位差交替充气，相邻臂轮流拍打，机器人原地螺旋上升，进入转子模式。三种模式可连续切换，机器人能沿设定轨迹完成上升、悬停、转向、下降等组合动作。
其中，水母模式最大上升速度达每秒1.64个体长，最低运输成本为17.6；转子模式峰值旋转速度约每秒90度。团队还演示了多种应用：机器人底部装软磁铁可从水底吸取生锈螺钉，配小钩子可单独或协作打捞塑料垃圾，装载直径3.5毫米的微型摄像头能进入透明管道拍摄水下影像。
目前这款机器人仍需要人工设定充放气频率和相位，自身没有实时感知和决策能力。模式切换时，前一阶段旋转留下的角动量会影响定向游动，结构一旦成型，任务适应性也有限。
团队下一步将把机械智能与少量传感器和控制算法结合，由结构承担扑动、回弹和被动稳定，控制系统负责识别环境、修正误差和自主选择模式，并逐步验证深水压力、洋流扰动等真实海洋条件下的表现。
【总编辑圈点】
这款机器人让人想起了孩子的玩具，靠着简单的充气和放气，就能实现不同的游动姿态。乍一看，机器人好像还有些笨拙，需要人工充放气；变换姿态时，游动得也不稳当；算不上灵活，姿态设定好后，只能执行简单任务。不过，它让人看到了新的可能。这项研究验证了机械智能思路，可以用力学响应替代部分电子计算。未来把结构自带的力学控制搭配少量传感与算法，就有望开发出更适应洋流、深水等复杂海洋环境的轻量化水下装备。
科技日报北京10月12日电 （记者张梦然）一款由美国北卡罗来纳州立大学团队研制的“机械智能”软体机器人问世。该机器人不装微电脑、不依赖实时算法，只用两根气管控制充放气，便可切换水母、鱼、转子三种游动模式，完成升降、悬停、转向等动作。其控制逻辑完全由材料与结构本身承担，等于把“大脑”长进了结构里。相关成果发表于最新一期《科学进展》。
这项研究的核心并非仿生外形，而是一种名为“机械智能”的设计理念：把传统上由传感器、芯片和算法完成的工作，交给机器人的材料和几何结构去完成。也就是说，身体本身就是处理器。这样做的好处是，机器人不需要背负复杂的电子设备，既能减轻重量、降低功耗，也能避免计算延迟，用最少的驱动实现尽可能多的功能。
机器人主体为一个中央八边形框架，四条柔性三角形臂与框架相连，框架内装有超软硅胶扁平气囊，形成双通道气动执行器。样机长55毫米，重14.5克。团队将每条臂设计成“单稳态”结构，类似弹簧门：充气时臂快速下拍，越过临界点后弹性能量释放；放气后结构自动弹回，臂的翻转约26毫秒内完成。两个气动通道对称布置，以不同时序充放气时，四条臂的运动会随之改变。
具体来说，两通道同时充放气，四臂同步扑动，产生垂直脉冲，机器人在水母模式下完成上升、下降和悬停；只给一侧充气，对侧臂大幅拍打、邻侧辅助摆动，机器人像鱼一样定向游动；两通道以180度相位差交替充气，相邻臂轮流拍打，机器人原地螺旋上升，进入转子模式。三种模式可连续切换，机器人能沿设定轨迹完成上升、悬停、转向、下降等组合动作。
其中，水母模式最大上升速度达每秒1.64个体长，最低运输成本为17.6；转子模式峰值旋转速度约每秒90度。团队还演示了多种应用：机器人底部装软磁铁可从水底吸取生锈螺钉，配小钩子可单独或协作打捞塑料垃圾，装载直径3.5毫米的微型摄像头能进入透明管道拍摄水下影像。
目前这款机器人仍需要人工设定充放气频率和相位，自身没有实时感知和决策能力。模式切换时，前一阶段旋转留下的角动量会影响定向游动，结构一旦成型，任务适应性也有限。
团队下一步将把机械智能与少量传感器和控制算法结合，由结构承担扑动、回弹和被动稳定，控制系统负责识别环境、修正误差和自主选择模式，并逐步验证深水压力、洋流扰动等真实海洋条件下的表现。
【总编辑圈点】
这款机器人让人想起了孩子的玩具，靠着简单的充气和放气，就能实现不同的游动姿态。乍一看，机器人好像还有些笨拙，需要人工充放气；变换姿态时，游动得也不稳当；算不上灵活，姿态设定好后，只能执行简单任务。不过，它让人看到了新的可能。这项研究验证了机械智能思路，可以用力学响应替代部分电子计算。未来把结构自带的力学控制搭配少量传感与算法，就有望开发出更适应洋流、深水等复杂海洋环境的轻量化水下装备。
记者3月20日从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，该所科研人员在东北黑土区开展了大范围的野外调查和样品采集工作，通过分析采集的黑土样品发现，黑土物质最初都是由风力搬运而来。相关研究成 3月18日，伴随着搬运车的轰鸣声，全国首个大规模清洁能源特高压直流输电工程的送端±800千伏特高压祁连换流站迎来了一位“新成员”——1号调相机转子，该换流站第7次年度检修工作 近年来，电动自行车以便利性受到大众青睐，但相关起火事故威胁着居民的生命财产安全。据国家消防救援局发布的统计数据，2023年全国共接报电动自行车火灾2.1万起，比2022年增加17.4%。电动自行车起火 3月15日，我国一些地区停止居民集中供热。初春时节，乍暖还寒。停暖初期昼夜温差较大，老人、儿童等身体较弱者，可能需要使用电暖气、电热毯等取暖设备，这导致部分家庭近来用电量增加。最近，一款名为 3月18日，记者从中南大学生殖与干细胞研究所获悉，研究所林戈、卢光琇教授团队提出的一项新理论称，原始生殖细胞的性染色体组成在人类性别决定中起关键作用。相关论文日前发表于国际生殖领域杂志 在日常生活中，隧道可以帮助人们翻山越岭。在植物细胞内，当内部物质穿过细胞膜时，往往也会通过类似的“隧道”。记者从中国科学技术大学获悉，该校孙林峰团队在第六大植物激素——油菜素 。本文链接：“机械智能”机器人能切换不同游动姿态http://www.sushuapos.com/show-2-17254-0.html
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