裝在活體龜上的寄生機器人，能夠控制龜的行走路線

雷鋒網「新智造」正在啟動「新智造成長榜2017」評選活動，雷鋒網「新智造」將對人工智慧與機器人行業進行大規模報道、梳理和調研，並聯合數十家著名投資機構根據這些創新公司的技術實力、商業能力和成長性進行深度評選，最終從多個領域分別選出一些極具潛力成長性的創新公司。如果你想參與雷鋒網「新智造」的評選，可點擊「報名」鏈接，或通過郵箱xinzhizao@leiphone.com聯繫我們！

研究人員將「寄生機器人」安裝在龜的背甲上。機器人通過使用 LED 燈和獎勵食物誘使龜沿著特定路線運動。

我們將需要很長很長的時間才能研發出一款像龜一樣強壯有力的兩棲機器人。

目前有許多機器人專家正在努力研究各種龜類機器人，韓國先進科技學院（KAIST）的研究人員在龜類機器人混合動力學方面，已經取得了巨大的進展：龜類和機器人混合被稱作為「寄生機器人」，其原理是把機器人安裝在一個真正龜的背甲上，藉助於一系列的 LED 作用並通過美味零食的正強化作用，來引導烏龜從一個地方去往另一個地方。

動物經過數百萬年的生物進化，為自己精心設計並優化了一種具有通用性和高效率的運動方式。然而，機器人發展時間比動物短，還受到各種特定的限制，有些機器人看上去也很滑稽，大多數場合并不適合使用，特別是嘗試做一些基本簡單的任務時，機器人根本不如動物完成得優秀。

在《 仿生工程學報》最近刊登的一篇文章中提到：KAIST 研究人員認為，動物機器人可以為各種領域中具有局限性的傳統移動機器人系統提供替代解決方案。例如：在搶險救援任務中，它們可以完成人類和機器人都難以做到的事情。動物機器人可以為動物帶來新的行為方式，這個行為值得生物學家和其他科學家深入研究。

韓國先進科技學院 Phill-Seung Lee 教授作為計算結構力學系統實驗室負責人，他們設計了寄生機器人，就是機器裝置裝載在動物身上，通過刺激和獎勵對動物產生特定的行為。

研究人員選擇龜作為機器人寄生的動物，有一部分原因是龜優良的遺傳特性：它是兩棲動物，具有良好的視力和長期記憶，而且具有便利的龜殼，寄生硬體安裝在龜殼上無疑是非常理想選擇。此外，龜爬行速度足夠慢，便於研究人員觀察和控制。（實驗室研究人員說，他們在研究過程中對於動物的護理和使用都嚴格遵循國際制度指導方針。）

這篇文章中還寫到：

我們研發了一種寄生於龜的機器人，預計寄生機器人能夠在水箱中完成航點導航任務。我們密切觀察寄生機器人與龜之間的相互作用，記錄了寄生機器人的航點導航性能改善的程度， 為此，採用龜頭部上方的顯示器作為誘導龜前行的虛擬刺激器。寄生機器人通過使用顯示器（暗示作用）和食物正刺激（獎勵作用）來訓練龜沿著顯示器指示的方向移動。

寄生機器人通過操作性條件發射作用來控制龜（選擇美國最受歡迎的寵物龜：紅耳龜，它特別偏愛紅色）。首先，龜上方的顯示器上有紅色的 LED，只有在進餐時間才開啟，如此持續作用兩個星期，這樣龜就學會了將紅色 LED 與食物聯繫在一起。然後，將寄生機器人安裝在龜的背甲上，還安裝了與龜大小相匹配的增強現實顯示器和一個呈 120? 的弧行條帶，5 個紅色 LED 分別安裝於弧行條帶上。由於龜早已將紅色 LED 與食物聯繫在一起，故而轉動其中任意一個紅色 LED 都能夠誘使龜向所需方向移動。寄生機器人通過調動線性電機從注射器中噴射出凝膠型食物來獎勵龜的正確運動行為。

在 5 周的時間內，試驗了 5 只龜的實驗表明，寄生機器人成功地引導龜沿著特定的路徑運動，平均每 75秒可以運動 5 米。 而且，隨著寄生機器人的持續升級將不斷提高龜的運功性能。 在實驗的最後一天，龜完成的任務路線與理想路線之間的平均偏差僅僅稍高於 3％。

研究人員指出，在這樣的機器人系統確定能夠為現實世界帶來益處之前還需要做很多的工作。龜像大多數的動物一樣，容易被環境中的東西分心，寄生機器人只能產生有限的影響力來吸引烏龜的注意力。未來的研究工作可能包括「開發虛擬現實技術和增強感測器系統」，這將創造一個更加沉浸的環境，來確保機器人能夠保持對於龜的控制。可以說它是龜版本的「黑客帝國」。考慮到這一點，您倘若發現研究人員希望找到一種能夠讓寄生機器人直接從其宿主中獲得能量的方法也不會覺得驚訝了。

韓國先進科技學院（KAIST）的 Dae-Gun Kim, Serin Lee, Cheol-Hu Kim, Sungho Jo 和 Phill-Seung Lee 共同著寫的「龜寄生機器人的航點導航研究」，發表在《 仿生工程學報》的 4 月刊上。

via IEEE Spectrum

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！