逼真的机器人很快成为现实！

前言

机器人不像人？这个研究或许让机器人更逼真！

尽管人们对软机器人越来越感兴趣，但很少关注软物质计算机制的发展。将计算直接嵌入到软材料中不仅是下一代全软机器人的必要条件，也是智能材料超越刺激 - 响应关系以及生物系统中的智能行为所必需的。

由于布里斯托尔大学团队已经展示了一种将计算嵌入软机器人材料的新方法，因此能够做出决策，适应环境和学习的逼真机器人更近了一步。这项新的研究发表在Science Robotics上，可以为环境监测，污染清理，药物输送，假体装置，可穿戴生物传感和自我修复复合材料创造新的机器人可能性。

文章介绍软件计算机（SMC），低成本，易于制造的软机器人计算机制。SMC的构建块是导电流体接收器（CFR），其通过嵌入软管中的电极将流体输入信号映射到电输出信号。SMC可以执行模拟和数字计算。

通过将它们集成到三个软机器人中来证明SMC的潜力：

（i）软体动物机器人由SMC控制，产生三个不同步态所需的控制信号;

（ii）给予软夹具一套反射，可通过调整CFR的参数进行编程;

（iii）通过仅改变一个输入参数，在三个不同的行为之间切换两自由度弯曲致动器。SMC是将计算直接集成到软材料中的低成本方式，是迈向完全软自动机器人的重要一步。

一种软物质计算机控制的软虫机器人，能够产生三种行为实例：

（图片来源：Garrad等，Sci.robotics.4，eaaw6060（2019））

到目前为止，仅使用基于材料的控制方法可以创建的学习行为的复杂性和范围受到限制。

文章写道，从物理学中汲取灵感，软物质计算机（SMC）的概念旨在模仿血管系统的运作，其中肾上腺素等激素被释放到血液中并分散到全身。当被受体检测到时，激素然后触发身体特定部位的反应，例如飞行肌肉中的血流量增加和眼睛中瞳孔的扩张。

现在，由机器人学教授Jonathan Rossiter领导的布里斯托尔工程学院的研究人员已经成功地展示了一种新的机制，可以将计算嵌入到三个软机器人中。在该论文中，该团队描述了导电流体接收器（CFR）如何成为一系列SMC和下一代机器人的可行和基本构件。

将来，软物质计算机可以通过在流经机器人软体的流体带结构内转换信息来反映这一过程，然后由适当的接收器检测，然后产生输出。

由内部软物质计算机编程的软机器人蠕虫的视频:

（来源：Garrad等，Sci.Robotics.4，eaaw6060（2019））

罗西特教授说：“我们朝着完全柔软，自主的机器人和智能材料迈出了重要的一步，超越了刺激 - 反应关系，这可以实现生物体内的智能行为。软机器人可能变得更像生命;能够独立适应环境，可以展示自然界中所见行为的多样性。“

由内部软物质计算机编程的软机器人抓手：

(来源：Garrad等，Scirobotics.4，eaaw6060（2019）)

由软物质计算机编程的刚性形状记忆合金致动器的图，展示了计算机在软质和刚性机器人系统中的适应性。

(图片来源：Garrad等，Sci.Robotics.4，eaaw6060（2019）)

软物质计算机中单个受体的视频。

(图片来源：Garrad等，Sci.Robotics.4，eaaw6060（2019）)

期刊详细：

A soft matter computer for soft robots

M. Garrad1,2,3,*, G. Soter1,2,*, A. T. Conn2,4, H. Hauser1,2 and J. Rossiter1,2,†

See all authors and affiliations

Science Robotics 21 Aug 2019:

Vol. 4, Issue 33, eaaw6060

DOI: 10.1126/scirobotics.aaw6060