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原来机器人还能这样

中科院物理所 · 公众号 · 物理 · 2025-01-24 10:47

正文

蜘蛛的灵活腿部、蝙蝠的超声波导航系统、猫头鹰的夜视能力……科学家通过深入研究各类生物特性，并将这些神奇的组织应用到机器人上，让机器人也能像生物一样感知环境、灵活运动，甚至完成一些人类难以完成的任务。

将“超能力”

用到机器人上

仿生智能机器人，简单来说，就是模仿生物形态、结构和功能的机器人。

在科技飞速发展的今天，仿生智能机器人作为一种融合了生物学、机械工程与人工智能的前沿技术，正逐渐走进我们的视野，成为科技创新的重要力量。它们不仅模仿了生物的外形和运动方式，更借鉴了生物的结构、功能和行为模式，以实现更高效、更智能的工作方式。

那么，动物们都有哪些“超能力”，又是如何与智能机器人巧妙结合起来的呢？让我们一起看看！

流变机器人（图源：《知识就是力量》杂志）

各具本领的机器人

可流动

流变机器人（Rheobot）的灵感来源于单细胞生物（如阿米巴虫）。流变机器人外部由水凝胶材料制成，相当于单细胞生物的细胞膜，内部则由新型磁控流变记忆材料构成。科学家通过控制线圈产生的磁场，可以精确控制机器人本体不同部位材料由凝胶向溶胶转化，从而实现高度灵活的变形运动。

单细胞生物的3D渲染插图（图源：《知识就是力量》杂志）

可飞翔

仿生智能机器人通常配备了各种先进的传感器，就像生物的五官一样，能够感知周围的世界。科学家受到飞行动物的启发，开发了超灵活机器人，它不仅能在空中快速飞翔，还能完成激烈的动作，使得其在探索复杂环境时更得心应手。

时速可达24千米的超灵活飞行机器人

（图源：《知识就是力量》杂志）

可腾空

还有科学家模仿跳羚开发了一种用于星际探索的跳跃四足机器人，它不仅可以四足腾空跳跃，还能在复杂环境中实现精确的跳跃和着陆。

跳羚（图源：《知识就是力量》杂志）

可自主学习

仿生智能机器人不仅能拥有强大的感知和运动能力，还具备智能决策和自主学习的能力。这种能力使得仿生智能机器人在面对复杂环境和未知任务时，能够自主调整行为策略，选择最优行动方案。

仿生蚂蚁机器人（图源：《知识就是力量》杂志）

蚁群具有鲜明的等级化和组织性，借鉴这一特点，科学家研制出了能模仿蚂蚁生存规则的仿生蚂蚁机器人，通过专门开发的控制算法模仿真实蚂蚁的合作行为，可以实现机器人之间的相互协调、沟通和协作，进而完成个体无法胜任的工作，例如移动大块物件。

可灵活穿梭

在灾难救援现场，仿生智能机器人也展现出了非凡的能力。它们就如勇敢的战士，不畏艰险、冲锋在前。例如，有一种蛇形机器人就能够在废墟中灵活穿梭，寻找被困者。

用于地震救援的蛇形机器人

（图源：《知识就是力量》杂志）

机器人使用柔软材料制成，重约3千克，由振动马达轻轻振动覆盖表面的尼龙纤毛驱动前进，头部装有可观察狭窄空间环境的摄像机，头部还可向下后方喷射空气，最高可跨越20厘米台阶。该机器人不仅可以在灾害救援领域得到广泛的应用，还可以在基础设施和工厂设备检查等工业领域发挥作用。

随着人工智能技术的飞速发展，未来的仿生智能机器人将更加聪明、灵活，它们将变得更加智能和人性化，能更好地理解我们的需求，提供更加贴心、个性化的服务，成为我们生活中不可或缺的伙伴。

这是一场关于梦想与现实的奇妙旅程，而你，正是这场旅程中不可或缺的一员。让我们共同期待，一起见证仿生智能机器人携手人类，共同书写科技与自然和谐共生的新篇章！

撰文 | 李振坤丁思齐

责任编辑 | 王佳璇高琳段阳阳

运营编辑 | 段阳阳

质量审核 | 业蕾

来源：知识就是力量

编辑：凉渐

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