英國牛津大學牽頭的研究團隊近日取得突破性進展,成功開發出一種無需電子系統驅動的軟體機器人。該設備完全依靠氣壓變化實現運動控制,擺脫了對傳統馬達、電路板及編程指令的依賴,為機器人技術開辟了全新路徑。
這種新型裝置通過模塊化氣壓單元構建,每個單元兼具運動、感知與控制功能。當空氣壓力作用于特定結構時,單元既能像肌肉纖維般收縮伸展,又可模擬觸覺傳感器感知接觸強度,同時還能通過閥門結構調節氣流方向。研究團隊將這種設計比作生物神經網絡,強調其通過物理交互而非數字信號實現協調。
實驗顯示,由多個單元組成的機器人原型(尺寸約鞋盒大小)能自主完成跳躍、爬行及震動等復雜動作。單個模塊在持續氣壓輸入下,可同步執行三種功能并產生規律性運動節奏。當多個模塊互聯時,系統會自發形成同步運動模式,整個過程無需任何計算機介入。
該技術的核心創新在于將決策機制直接編碼在物理結構中。傳統機器人需要中央處理器解析環境數據并發出指令,而新型軟體機器人通過材料特性與氣壓動力學的結合,使適應性行為自然涌現。這種設計顯著降低了能耗,特別適合在電力供應受限或地形復雜的場景中應用。
軟體機器人領域長期面臨將行為邏輯寫入物理結構的挑戰。研究團隊從生物運動機制中獲得靈感,發現章魚等無脊椎動物無需大腦集中控制即可協調肢體。通過模仿這種分布式智能系統,他們開發的模塊化單元可像樂高積木般自由組合,無需修改基礎設計就能構建不同形態的機器人。
目前實驗室已實現多種基礎運動模式,包括定向爬行、連續跳躍等。研究人員指出,這種技術路線有望推動機器人向更高效、更魯棒的方向發展,尤其在災害救援、醫療內窺鏡等需要柔性操作的領域具有應用潛力。











