加州理工学院开发仿生机器鱼,即使受伤也能遨游

9 个月前 智能机器人 112

机器人和动物的共同点比你乍一看要多。尤其是在运动的适应性和效率方面。加州理工学院 (Caltech) 的一个研究小组开发了一种机器人,即使受到严重损伤,也能继续有效地游泳,就像受伤的鱼一样。这是通过使用人工智能 (AI) 和仿生适应技术实现的。

仿生适应:观察自然

大自然已经开发出许多机制来补偿损害。鱼类和昆虫的特点是即使鳍或翅膀受损也能有效导航。有些鱼甚至在 76% 的鳍受损的情况下仍能继续游泳。这种令人印象深刻的适应性为加州理工学院的团队带来了灵感。

在 Mory Gharib 教授博士的带领下,航空航天工程研究生 Meredith Hooper 和研究员 Isabel Scherl 开发了一种由扑翼驱动的机器人。他们在一个特殊的油箱中测试了机器人,这比水能够实现更精确的测量。在截掉部分鳍后,他们使用机器学习来帮助机器人适应其动作并继续有效地游泳。

“机器人尝试了十种不同的游泳技巧”

如果不进行调整,机器人在受损后将无法再游泳。然而,得益于仿生适应技术,他被编程为尝试不同的击球机制。使用机器学习算法,机器人分析每种方法的效率并优化其动作。这使得他即使失去 50% 的“鳍”也能继续有效地游泳。

“机器人尝试了十种不同的游泳技巧,”胡珀解释道。 “我们测量油箱中产生的力,比较力的产生和效率,然后算法选择最佳技术。重复这个过程,直到找到最有效的游泳动作。”

自治系统的实际应用

研究结果可能对实践产生重大影响。自主水下航行器(AUV)和微型飞行器(MAV)可以从这些自适应能力中受益匪浅。胡珀强调,AUV 通常用于难以到达的区域,因此非常昂贵。没有适应能力的损坏可能会使它们变得毫无用处。适应能力可以显着提高其可用性和寿命。

用于地震等紧急情况的微型飞行器也可能变得更加强大和高效。在更可能发生损坏的困难环境中,这项技术可能至关重要。


资讯来源:德国工程师网

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