北京
▲科研人員研發自主感知的仿生人工肌肉（視頻由AI生成）
自然界中，許多爬行生物憑借精密的肌肉協調能夠實現靈活移動。如果機器人也能“感知自己”，是不是就能在復雜環境里更靈活智能？對于這種設想，日前，中國科學技術大學團隊給出了答案：給人工肌肉“裝上神經”，讓柔性移動機器人不僅能動，還能“感知自己”。
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“裝上神經”
要弄清這一構想如何落地、這款新型機器人有何優勢，不妨先從生物肌肉的工作原理說起。
生物肌肉能伸縮，還能感知自身狀態。當肌肉被拉伸，感知纖維會識別長度變化并觸發反饋。即便視覺受限，生物普遍也能依靠這種內置“傳感網絡”保持平衡、靈活移動。
基于這個原理，研究人員首先做了一根柔軟的硅膠管，然后在外部纏繞兩根方向相反的導電纖維，讓其形成類似DNA的雙螺旋結構。這個設計讓仿生肌肉具備了運動能力和感知能力。新設計耐用性優異，反復伸縮超過20000次，仍能保持高精度、低遲滯的狀態，可以長期穩定工作。
依托這種仿生人工肌肉，研究人員把三組組件以三角形排列組合，打造出模塊化的柔性移動機器人。
通過控制三根人工肌肉的充氣與放氣時序，柔性移動機器人展現出運動天賦，可以蠕動前進、橫向平移，也能在松軟地面整體翻滾，還能通過精準調控靈活轉向。
▲仿生人工肌肉賦能的多模態移動機器人示意圖
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仿生智慧
基于以上研究，柔性移動機器人能實時監控自身姿態，根據地形和外界刺激自主調整動作幅度，不僅可以繞行障礙、穿越狹窄通道，甚至在傾斜或翻倒時自動恢復平衡。
換句話說，它不僅會動，還能“思考”怎么動，在復雜環境中展現出了仿生智慧。
同時，它還能利用機器學習算法，識別不同的外界交互刺激，做出智能響應，實現環境自適應。
這項技術還在進一步優化完善，隨著微型氣泵、電池和智能控制系統進一步集成，這種具備自感能力的柔性機器人有望展現出傳統剛性機器人難以比擬的靈活性與適應能力。
這套人工肌肉設計方法，為柔性機器人在智能化應用場景中的發展提供了新的技術思路。
來源：中國科學技術大學
責任編輯：侯茜
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