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克日，賓夕法尼亞大學研討職員正在開辟一項機器人能源技巧，讓機器人像細胞生物一樣，自由自立的“尋食”跟避險，而無需內部供能。

平常，為移動機器人供能有兩個取舍：外部儲能或內部網絡，例如電池、太陽能電池板。但電池蓄能越多越粗笨，太陽能電池板沒法快捷、連續供電。

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是以，工程與應用力學系助理傳授詹姆斯皮庫爾與團隊一同研發情況節制電壓源（environmentallycontrolledvoltagesource；ECVS），可無效彌合前兩種技巧的缺陷，為移動機器人連續供能。

該研討頒發于《高等智能體系（AdvancedIntelligentSystems）》上，論文標題為《利用電磁法停止計算機自由自立導航跟發電（ComputerFreeAutonomousNavigationandPowerGenerationUsingElectroChemotaxis）》。

01自立尋食，經由過程“吃”金屬去取得能量

皮庫爾默示，研討靈感來自一種生物天性，那就是植物會經由過程探求食品而取得能源。

團隊研發的ECVS，恰是能使機器人經由過程“找食品”而運動起來，不外“吃”的是金屬。

ECVS是一種有源電路元件，經由過程氧化還原作用發生自由電子，并從中概況的化學鍵中提取電能。是以，ECVS可以正在不計算機的環境下為移動機器人供給能源。

便像一個簡略的生物一樣，這些ECVS驅動的機器人此刻可能探求本人的“食品起源”，只管它們缺乏“大腦”。

經由過程ECVS單位驅動雙輪，機器人顯示出一種根本的導航跟尋食才能，自動轉向它可以“吃掉”的金屬表面。

02自立避險，像舌頭一樣感知、消化能量

他們的研討借概述了機器人無需中央處理器便可實現的更龐大行動。

正在ECVS單位的空間跟順序排列分歧的環境下，機器人可以依據食品起源的存在或沒有存在去履行各類邏輯操縱。

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皮庫爾道，細菌可能經由過程一種叫做趨化的進程自立天探求營養物質。趨化作用即生物對外界情況中的化學物質安慰所發生的定向運動的反映。正在此進程中，它們可能感知化學濃度的變更。

微型機器人與微生物有著類似的限定，沒法照顧大型電池跟龐大的計算機。是以，皮庫爾團隊摸索若何讓ECVS技巧復制細菌這類趨化行動。

正在試驗中，他們將機器人放在鋁概況上，從而為其ECVS單位供電，而且展現了ECVS單位若何讓機器人“避險”，并將其導航到電能更豐碩的處所。

一是能避開轉彎處的絕緣膠帶。研討職員評釋，若是機器人的EVCS單位毗鄰到另一邊的車輪，它將自動沿著金屬鋁概況行駛，避開絕緣膠帶。

二是能避開粘性絕緣凝膠，機器人可以經由過程挪動漸漸擦掉它。因為凝膠厚度與機器人的ECVS從其金屬中提取的功率間接相關，研討職員可能證實機器人正在轉彎時對此類情況旌旗燈號做出了反映。

經由過程“避險”，機器人能更自立、長期、順暢的挪動。

皮庫爾道，正在某些方面，它們便像舌頭一樣既能感知能量，又能資助消化能量。

03“匍匐”于廢墟，自立機器人將更敏銳

經由過程相識ECVS單位可以獲得能量的類型，研討職員可以計劃分歧計劃嵌入機器人中，以實現所需的導航類型。

皮庫爾道，將ECVS單位與電極相反的機電接線可以讓機器人避開他們沒有喜好的概況。經由過程接線方法的分歧，可以婚配機器人的“生物”偏好。

緊張的是可能劃分危險且須要制止的情況，和那些沒有便利且需要時可以經由過程的情況。

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跟著ECVS技巧的開展，它們可用于正在自立、無計算機機器人中編程更龐大、更敏銳的行動。

經由過程將ECVS計劃與機器人須要操縱的情況相匹配，皮庫爾假想了小型機器人正在廢墟或其他危險情況中匍匐，正在護衛自身的同時將傳感器送到要害地位。

皮庫爾道，若是咱們有分歧的ECVS，這些ECVS順應分歧的化學物質，咱們便可以讓機器人避開危險的概況，經由過程那些供給能源的概況。

04結語：微型機器人漸漸生物化

機器人學、人工智能跟人工生命范疇長期以來始終試圖仿照生物學的自立導航才能，最罕見的是經由過程正在計算機上運轉的決議計劃算法。

相比之下，活性膠體、微型泅水機器人跟微型移動機器人可以正在不計算機的環境下自立導航或闊別情況吸引劑或傷害，像細胞生物的感官普通，做出導航、尋食、避險等決議計劃。

正如將來學家凱文凱利正在《失控》中猜測的那樣：機械，正在生物化。

原文題目：前沿|機器人“永動機”去了：“吃金屬”取得能源，本人拐彎避障

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