智能机器人 “永动机”来了：“吃金属”得到动力，自身拐弯避障

智东西 4 月 3 日报导，近日，哥伦比亚大学科学研究工作人员已经开发设计一项机器人驱动力技术性，让机器人像体细胞生物一样，随意自主的“寻食”和紧急避险，而不用外界磷酸原。

一般，为挪动机器人磷酸原有两个挑选：內部储能技术或外界搜集，比如充电电池、太阳能发电太阳能电池板。但充电电池储能越来越沉重，太阳能发电太阳能电池板没法迅速、不断供电系统。

因而，工程项目与应用力学系终身教授勒布朗詹姆斯・皮库尔（James Pikul）与精英团队一同产品研发自然环境操纵电压源（environmentally controlled voltage source；ECVS），可合理消弭前二种技术性的缺点，为挪动机器人不断磷酸原。

该科学研究发布于《高级智能系统（Advanced Intelligent Systems）》上，毕业论文题目为《应用磁感应法开展电子计算机随意自主导航栏和发电量（Computer‐Free Autonomous Navigation and Power Generation Using Electro‐Chemotaxis）》。

毕业论文连接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202000255

一、自主寻食，根据“吃”金属材料来得到动能

皮库尔表明，科学研究设计灵感来源于一种生物本能反应，那便是小动物会根据找寻食材而得到驱动力。

精英团队产品研发的 ECVS，恰好是能使机器人根据“找食材”而健身运动起來，但是“吃”的是金属材料。

ECVS 是一种数字功放电路元件，根据氧化还原反应功效造成自由电荷，并由外表面的离子键中获取电磁能。因而，ECVS 能够 在沒有电子计算机的状况下为挪动机器人出示驱动力。

如同一个简易的生物一样，这种 ECVS 驱动器的机器人如今可以寻找的“食材来源于”，虽然他们欠缺“人的大脑”。

根据 ECVS 模块驱动器双驱，机器人主要表现出一种基本上的导航栏和寻食工作能力，全自动转为它能够 “吞掉”的金属材料表面。

二、自主紧急避险，像嘴巴一样认知、消化吸收动能

她们的科学研究还简述了机器人不用cpu（CPU）就可以完成的更繁杂个人行为。

在 ECVS 模块的室内空间和排列顺序不一样的状况下，机器人能够 依据食材来源于的存有或不会有来实行各种各样逻辑性实际操作。

皮库尔说，病菌可以根据一种称为趋化的全过程自主地找寻营养元素。趋化功效即生物对外部自然环境中的化合物刺激性所造成的定向运动的反映。在这里全过程中，他们可以认知有机化学浓度值的转变 。

小型机器人与微生物拥有类似的限定，没法带上大中型充电电池和繁杂的电子计算机。因而，皮库尔精英团队探寻怎么让 ECVS 技术性拷贝病菌这类趋化个人行为。

▲ A）小蚂蚁防止风险并追随食材获得动能。B）生成仿真模拟物的平面图，由沿金属材料然料源导航栏，另外防止风险。C）挪动机器人在沒有电子计算机的状况下顺着金属材料然料途径行车。

在试验中，她们将机器人放到铝表面上，进而为其 ECVS 模块供电系统，而且展现了 ECVS 模块怎么让机器人“紧急避险”，并将其导航栏到电磁能更丰富的地区。

一是能绕开拐弯处的绝缘胶布。科学研究工作人员说明，假如机器人的 EVCS 模块联接到另一边的车轱辘，它将全自动顺着金属铝表面行车，绕开绝缘胶布。

二是能绕开黏性绝缘层疑胶，机器人能够 根据挪动慢慢擦下去它。因为疑胶薄厚与机器人的 ECVS 从其金属材料中获取的输出功率立即有关，科学研究工作人员可以证实机器人在拐弯时对该类自然环境数据信号作出了反映。

根据“紧急避险”，机器人能更自主、长久、畅顺的挪动。

皮库尔说，在一些层面，他们如同嘴巴一样既能认知动能，又能帮助消化动能。

三、“爬取”于废区，自主机器人将更灵巧

根据掌握 ECVS 模块能够 获得动能的种类，科学研究工作人员能够 设计方案不一样计划方案置入机器人中，以完成需要的导航栏种类。

皮库尔说，将 ECVS 模块与电级反过来的电动机布线能够 让机器人绕开她们讨厌的表面。根据布线方法的不一样，能够 配对机器人的“生物”喜好。

关键的是可以区别风险且必须防止的自然环境，及其这些不方便且必需时能够 根据的自然环境。

伴随着 ECVS 技术性的发展趋势，他们可用以在自主、无电子计算机机器人中程序编写更繁杂、更灵巧的个人行为。

根据将 ECVS 设计方案与机器人必须实际操作的自然环境相符合，皮库尔构想了中小型机器人在废区或别的风险自然环境中爬取，在维护本身的另外将感应器送至重要部位。

皮库尔说，如果我们有不一样的 ECVS，这种 ECVS 融入不一样的化合物，大家就可以让机器人绕开风险的表面，根据这些出示驱动力的表面。

总结：小型机器人慢慢生物化

机器人学、人工智能技术和人工生命行业一直以来一直尝试效仿生物学的自主导航栏工作能力，最普遍的是根据在电子计算机上运作的管理决策优化算法。

比较之下，特异性胶体溶液、小型游水机器人和小型挪动机器人能够 在沒有电子计算机的状况下自主导航栏或避开自然环境吸引住剂或伤害，像体细胞生物的感观一般，作出导航栏、寻食、紧急避险等管理决策。

如同将来学者阿隆・凯立在《失控》中预测分析的那般：设备，已经生物化。