圖為世界唯一可水陸兩棲“蠑螈”機(jī)器人Ⅱ
第三只眼
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，在法國(guó)里昂舉行的歐洲最大服務(wù)性機(jī)器人展上，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和波爾多大學(xué)的研究人員展示了目前世界上唯一既可在陸地爬行又可在水中游弋的兩棲機(jī)器人“蠑螈”Ⅱ。
“蠑螈”機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感源于大自然。作為兩棲類動(dòng)物，蠑螈非常類似于地球上第一個(gè)陸地棲息的脊椎動(dòng)物。研究人員首先采用電腦模擬像七鰓鰻這樣的動(dòng)物的脊錐，然后給其肢翼加上行走功能。之后，根據(jù)蠑螈的身體構(gòu)造仿制出一根長(zhǎng)長(zhǎng)的脊錐，并在機(jī)器人上安置人工神經(jīng)元，這些人工神經(jīng)元完全模擬脊椎動(dòng)物的脊錐神經(jīng)元，可對(duì)來回移動(dòng)起關(guān)鍵作用。
“蠑螈”機(jī)器人Ⅱ全長(zhǎng)約0.9米，由9節(jié)黑黃相間的塑料組成，其內(nèi)分別安置了一套電池和微型控制器，行動(dòng)起來是一個(gè)連貫整體。其基于2007年研制的兩棲機(jī)器人原型“蠑螈”機(jī)器人I，在功能及速度上進(jìn)行了很大改進(jìn)。
據(jù)該研究的帶頭人、物理學(xué)家奧克-艾吉斯彼特介紹，“蠑螈”的運(yùn)動(dòng)是由沿脊錐分布的神經(jīng)回路控制。其選擇游泳或步行，取決于從“大腦”到脊錐電路信號(hào)的強(qiáng)度。電流刺激越小，機(jī)器人移動(dòng)得越慢。同理，如果加大電流，其移動(dòng)速度變快，直至神經(jīng)元中心達(dá)到工作極限。“蠑螈”能夠移動(dòng)是通過使用其脊錐神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字模型。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)觸發(fā)模仿那些源于現(xiàn)實(shí)中真正蠑螈腦部的電信號(hào)，該信號(hào)控制機(jī)器人選擇步行還是游泳，以及速度和運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)“蠑螈”機(jī)器人Ⅱ準(zhǔn)備下水時(shí)，其肢翼不再使用并往后合起，隨即其身體觸水并開始蛇形游動(dòng)。
毫無疑問，在眾多的機(jī)器人當(dāng)中，“蠑螈”將機(jī)械、生物進(jìn)化和神經(jīng)生物學(xué)相結(jié)合，集游泳、爬行和走路的功能于一身，可謂獨(dú)一無二。研究人員認(rèn)為，這是一個(gè)可以更好地了解運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及其相關(guān)病理的有價(jià)值工具。此外，它還通過從遠(yuǎn)程站點(diǎn)傳輸簡(jiǎn)單的命令，為未來新一代的兩棲機(jī)器人改變速度、方向或運(yùn)動(dòng)模式鋪平了道路。而此功能在諸如搜索和救援行動(dòng)等一些領(lǐng)域非常實(shí)用。