機(jī)器人可以由柔軟的材料制成，但是此類機(jī)器人的靈活性受到其控制所必需的剛性傳感器的限制。研究人員創(chuàng)建了嵌入式傳感器來替代剛性傳感器，該傳感器具有相同的功能，但為機(jī)器人提供了更大的靈活性。軟機(jī)器人比傳統(tǒng)的剛性設(shè)計(jì)更具適應(yīng)性和彈性。該團(tuán)隊(duì)使用最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來創(chuàng)建他們的設(shè)計(jì)。

自動(dòng)化是一個(gè)日益重要的主題，而這一概念的核心是機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的成對(duì)領(lǐng)域。機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器人技術(shù)之間的關(guān)系不僅限于機(jī)器人的行為控制，而且對(duì)其設(shè)計(jì)和核心功能也很重要。在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)行的機(jī)器人需要了解其環(huán)境和自身，才能導(dǎo)航和執(zhí)行任務(wù)。

如果世界是完全可預(yù)測(cè)的，那么機(jī)器人將可以在不需要學(xué)習(xí)任何有關(guān)環(huán)境的新知識(shí)的情況下四處走動(dòng)。但是現(xiàn)實(shí)是不可預(yù)測(cè)的，并且會(huì)不斷變化，因此機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助機(jī)器人適應(yīng)陌生的情況。盡管從理論上講對(duì)所有機(jī)器人都是如此，但對(duì)于軟體機(jī)器人而言，這尤其重要，因?yàn)樗鼈兊奈锢韺傩员举|(zhì)上比剛性機(jī)器人更難預(yù)測(cè)。

信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授中島耕平(Kohei Nakajima)說：“例如，一個(gè)帶有氣動(dòng)人工肌肉(PAM)，橡膠和纖維的流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)器人，它們會(huì)伸縮以移動(dòng)。” “ PAM固有地會(huì)受到隨機(jī)的機(jī)械噪聲和磁滯的影響，這基本上是隨時(shí)間的物質(zhì)壓力?；诩す獾木_監(jiān)視器有助于通過反饋來維持控制，但是這些剛性傳感器限制了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，因此我們想出了一些新方法。”

Nakajima和他的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，如果他們可以實(shí)時(shí)對(duì)PAM建模，那么他們可以保持對(duì)它的良好控制。但是，鑒于PAM的性質(zhì)不斷變化，這對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械建模方法是不現(xiàn)實(shí)的。因此，團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向了一種強(qiáng)大而成熟的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，稱為儲(chǔ)層計(jì)算。在這里，有關(guān)系統(tǒng)的信息(在本例中為PAM)被實(shí)時(shí)輸入到特殊的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，因此模型不斷變化，因此適應(yīng)環(huán)境。

中島說：“我們發(fā)現(xiàn)PAM材料的電阻在收縮過程中會(huì)根據(jù)其形狀而變化。因此，我們將這些數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)絡(luò)，以便它可以準(zhǔn)確地報(bào)告PAM的狀態(tài)。” “普通橡膠是絕緣體，因此我們將碳結(jié)合到我們的材料中以更容易地讀取其變化的電阻。我們發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在一系列測(cè)試條件下以同樣的高精度模擬了現(xiàn)有的激光位移傳感器。”

由于這種方法，新一代的軟機(jī)器人技術(shù)可能成為可能。這可能包括與人類合作的機(jī)器人，例如可穿戴的康復(fù)設(shè)備或生物醫(yī)學(xué)機(jī)器人，因?yàn)轭~外的柔軟觸感意味著與它們的交互是溫和且安全的。

中島說：“我們的研究表明，儲(chǔ)層計(jì)算還可以用在機(jī)器人技術(shù)之外的應(yīng)用中。需要以分散方式處理實(shí)時(shí)信息的遙感應(yīng)用可以大大受益。” “以及其他研究神經(jīng)形態(tài)計(jì)算(智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng))的研究人員，也可能能夠?qū)⑽覀兊南敕{入自己的工作中，以改善系統(tǒng)的性能。”