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发布日期:2025-10-18 04:34 点击次数:164
受章鱼吸盘过甚神经肌肉层级结构的启发,南边科技大学与英国布里斯托大学结合诱导了一种具有自主智能与多模态感知能力的软体机器东谈主系统。
该运筹帷幄效法了章鱼吸盘的结构与感知限制机制,使东谈主造吸盘在抓取物体时里面可产生显耀的气压变化,这种变化不祥触发肖似章鱼神经介入信号的反馈行为,从而竣事对软体机器东谈主动作的智能调控。
值得选藏的是,该有计划革命性地将吸附、感知与智能限制三大功能整合于单一流体架构中,且无需依赖复杂的电子限制系统。这一仿生时刻不仅竣事了高效、生动的抓取与环境感知,还具有平时的执行应用出息,包括工场机械手臂、安全东谈主机交互、植入式医疗建树以及农业自动化采摘等多个限度。
图丨 Science Robotics 当期封面(Science Robotics)
审稿东谈主之一合计,该团队所提议的处理决议稀奇优雅,具有革命性、诱导力与爽气性,值得在Science Robotics期刊上发表。另一位审稿东谈主悉数招供作家的愿景,即通过具身智能(embodied intelligence)竣事软体机器东谈主限制,从而裁减计较需求。
伸开剩余78%日前,联系论文以《仿章鱼层级化吸附智能的软体机器东谈主具身化运筹帷幄》(Embodying soft robots with octopus-inspired hierarchical suction intelligence)为题发布在Science Robotics[1],并被选为期刊当期封面。南边科技大学副教训、布里斯托大学荣誉有计划员岳天奇是第一作家,布里斯托大学乔纳森·罗斯特(Jonathan Rossiter)教训担任通信作家。
图丨联系论文(Science Robotics)
真空吸盘行为一种典型的东谈主造仿生用具,其运筹帷幄灵感平直开头于章鱼的吸盘结构。有计划标明,章鱼领有八条腕足和数百个吸盘,每个吸盘皆不祥像孤苦的人命体相似赶快反馈外界刺激,自主交流动作以抓取物体。
岳天奇指出:“这讲明章鱼的吸盘并非悉数由中央大脑限制,许多行为属于自愿性的本能反应。生物学报谈常称章鱼有九个‘大脑’——执行上,它具备一个中央大脑和每只腕足中一个的局部神经核心,组成了一种分层式的神经调控系统,用以和解吸盘与动作。”
图丨岳天奇(岳天奇)
与面前巨额依靠复杂结构竣事多功能的机器东谈主系统不同,该有计划勤恳于于以最轻松的结构完成中等复杂度的任务。举例,在工业自动化场景中,传统机械臂不竭需依赖视觉传感器、高精度定位安装和中央限制器协同使命,而本有计划提议的软体机器东谈主系统凭借其低资本、自主施行能力和结构爽气性,竣事了以往难以完成的精熟抓取任务。
实验标明,单个软体手指可暖和抓执脆弱气球而不致其闹翻,四指软体手也能清静抓取无壳鸡蛋和果冻等易损物品。该自主智能系统的核心在于吸盘集成的流体开关结构,它不祥凭证物理战役自愿触发动作调控,无需外接复杂电子限制。
(Science Robotics)
传统限制系统巨额是麇集在电脑里杜撰系统计较,而该系统接纳了一种分层限制架构运筹帷幄,应用机械结构与物理寰宇的自愿交互行为,模拟下通晓动作和限制,并汇集轻松传统限制算法,不只纯依赖杜撰限制算法或悉数机械结构,而是“择善而从”。
传统机器东谈主限制系统多依赖于麇集式计较机进行杜撰运算,而本有计划提议了一种和会机械结构与物理交互行为的分层限制架构。该系统通过结构与现实寰宇的自愿耦合模拟“下通晓”行为,并辅以简便限制算法,竣事了机械智能与算法智能的交叉和会。
其革命性体当今高层决策与底层限制的有机汇集:底层依靠机械骨子特质竣事无通晓反馈,如吸附触发自主冒失;高层则借助单通谈气压信号进行算法证据,竣事多模态感知,包括判断物体分量、名义粗拙度及干湿景况等。
这一战略显耀裁减了系统的计较资源需求与资本。实验中所用的硅胶抓取系统总资本限制在二十元东谈主民币以内,较传统机械臂裁减约两个数目级。岳天奇对 DeepTech 讲授谈:“该智能系统具有双重运作机制,底层限制与高层感知可凭证任务需求生动组合,咱们提议的是一个可泛化的模块化环节,不祥通过微调竣事不同领会形态。”
(Science Robotics)
尽管该系统在结构与资本方面上风显耀,但需要了解的是,该系统仍存在一定局限性,举例其环境泛化能力面前不足传统机器东谈主系统。岳天奇暗示:“将来鼓动该时刻走向产业化,需依据具体应用场景对系统进行针对性适配,像搭乐高相似组合成合乎执行任务需求的定制化处理决议。”
岳天奇在布里斯托大学得回博士学位,时间围绕生物启发的真空吸附旨趣过甚在机器东谈主中的应用伸开有计划,并于近期入职南边科技大学自动化与智能制造学院络续联系探索。
面前,他正勤恳于于将真空吸附机制拓展至东谈主形机器东谈主骨子结构运筹帷幄中。该有计划标的有望为东谈主形机器东谈主的构型运筹帷幄提供新范式,替代传统基于关节(如髋、肩、手部关节)的机械运筹帷幄样式,从而全面栽植机器东谈主的领会后果、行为流通度与拟东谈主发扬,使其动作更当然、更靠拢东谈主类。
参考尊府:
1.Yue Tianqi et al. Embodying soft robots with octopus-inspired hierarchical suction intelligence.Science Robotics10开yun体育网, 102(2025). DOI: 10.1126/scirobotics.adr4264
发布于:北京市