在机器人领域的不断发展中，研究人员引入了一项新的突破性发明：一种软机器人，即使在复杂环境中也不需要人类或计算机的指导就能导航。这项新发明建立在之前的工作基础上，其中一个软机器人在更简单的迷宫中展示了基本的导航技能。
利用物理智能进行导航
研究的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授Jie Yin解释了这一进展：
“在我们之前的工作中，我们证明了我们的软机器人能够在一个非常简单的障碍物课程中扭曲和转动。然而，它只有在遇到障碍物时才能转动。这个限制意味着机器人有时会被困住，在平行的障碍物之间来回反弹。”
他补充道：“我们开发了一种新的软机器人，它能够自行转动，使其能够穿越曲折的迷宫，甚至绕过移动的障碍物。所有这些都是通过使用物理智能实现的，不依赖于计算机的引导。”
“物理智能”一词表示动态物体（如软机器人）的内在行为，其定义由它们的结构设计和材料决定，而不是外部人为或计算机干预。
这种新型软机器人采用了带状液晶弹性体。当它们放置在比周围空气温度高的表面上，特别是55摄氏度（131华氏度）以上时，与表面接触的带状部分收缩，而暴露部分保持不变。这种差异触发了滚动运动，随着表面温度的升高加速。
“无脑”自主软机器人迷宫逃生者在YouTube上观看此视频
通过不对称性创新
这个机器人的独特之处在于其设计。与对称的前身不同，新版本由两个不同的部分组成。一个部分呈直线延伸，类似扭曲的带子，而另一个部分则镜像了一个像楼梯一样螺旋上升的带子。
这种设计上的偏差导致机器人一端施加的力比另一端大，从而引发非线性运动。NC State的论文第一作者、博士后研究员赵瑶解释了这个原理：“想象一个口径比底部宽的塑料杯子。当你将它滚动时，它不会沿着直线轨迹运动，而是弯曲在表面上。这是其不对称设计的效果。”
赵进一步解释说：“我们新机器人背后的概念相当简单：由于其不对称的设计，它可以在不需要接触物体的情况下自主转向。因此，虽然它在遇到物体时仍然可以改变路径，允许其穿越迷宫，但它不会被困在平行的障碍物之间。它弯曲的动作让它能够有效地挣脱出来。”
对这个机器人的测试显示了它在复杂迷宫中的机动能力，甚至包括有移动墙壁的迷宫。令人印象深刻的是，它可以通过比自身尺寸更小的缝隙。这些测试在金属表面和沙子等不同地形上进行。
这项开创性的工作为软机器人设计引入了新的创新视角。正如Yin所说：“这项工作在帮助我们开发创新的软机器人设计方法方面又迈出了一步，特别是对于软机器人能够利用环境热能的应用。”
随着机器人领域的发展，这种“无脑”软机器人在现实世界应用中的潜力似乎是无限的。