卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員最近創(chuàng)造了PATRICK，這是一種不受束縛的軟機器人，可以人工復(fù)制脆性恒星的結(jié)構(gòu)和行為，該恒星是與海星密切相關(guān)的海洋無脊椎動物。這種獨特的受生物啟發(fā)的機器人已發(fā)表在arXiv上的一篇論文中，該機器人可以使用由形狀記憶合金(SMA)線驅(qū)動的五只腿在水下爬行。

進行這項研究的研究人員之一扎克·帕特森(Zach Patterson)告訴TechXplore表示：“這項工作是對我們實驗室先前的工作的自然延伸，該工作是使用肌肉線代替電動機來創(chuàng)建不受束縛的軟機器人。” “我們對PATRICK的靈感來自易碎的恒星，這是海星出奇的敏捷親戚。”

Patterson和他的同事著手開發(fā)一種軟機器人，該機器人可以完成水下的簡單任務(wù)，但也可以增強當(dāng)前對脆星及其水下爬行行為的了解。為了重現(xiàn)這顆脆性恒星最有效地在水下行走的能力，研究人員認為他們的機器人不應(yīng)被束縛在外部硬件上，因為這將使其更自由地走動。

他們開發(fā)的機器人PATRICK有五個由SMA線圈驅(qū)動的肢體。SMA是一種具有許多有利特性的金屬，包括室溫下的高柔韌性和加熱時的獨特性能。實際上，當(dāng)對其施加電流時，SMA金屬會迅速升溫并恢復(fù)為過去獲得的形狀。

帕特森說：“我們將這些可變形的線圈用作一種'肌肉'，使機器人的腿向所需的方向彎曲。機器人主要由硅樹脂制成，具有很高的柔韌性和防水性。為了控制PATRICK的運動，我們開發(fā)了幾種運動原語：特定的形狀變化模式在使機器人整體運動的四肢之間協(xié)調(diào)一致。”

除了具有高度的靈活性外，Patterson及其同事還希望他們的機器人能夠感知周圍的環(huán)境，并選擇自主移動的方向。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，他們開發(fā)了一種框架，該框架允許機器人通過無線通信與水下設(shè)備進行通信。這為PATRICK提供了額外的功能，這些功能不僅僅依賴于構(gòu)成其主體的相對便宜的硬件組件，還使其能夠自主感知其環(huán)境并執(zhí)行計算。