蓋世汽車訊 在過去的幾十年裡，機器人科學家已經開發了多種可在各種複雜環境中移動的系統，包括不同地形、地面、空中甚至水中。為了在真實世界的動態環境中安全導航而不與人類或附近物體發生碰撞，大多數機器人都依賴於感測器和攝像頭。

圖片來源：Tsinghua University

據外媒報導，清華大學（Tsinghua University）的研究人員最近開發出一種名為WHERE-Bot的無輪軟體機器人（即通過將身體結構向內翻轉來移動的柔性機器人），它能夠在非結構化環境中安全移動，而無需使用感測器檢測障礙物。這種機器人採用獨特的螺旋環結構，可以向各個方向移動。相關研究成果發表在arXiv預印本伺服器上，並將於4月在第八屆IEEE軟體機器人國際會議（RoboSoft）上展示。

該研究的資深作者李曙光表示：“在一次實驗室會議中，我們玩了一個彈簧玩具，突然有了一個新想法：如果將彈簧玩具的首尾連接起來會怎樣？通過將兩端連接，彈簧可以不斷向內外翻轉（這種運動我們現在稱之為‘everting’），呈現出迷人的色彩流動。這讓我們好奇，這種螺旋環在不同的環境中（如地面、管道、水下、沙地甚至空中）會有怎樣的表現。”

李曙光及其研究團隊首先研究了螺旋環的基本結構和運動特性，同時試圖瞭解它們在地面上的運動方式。這最終促使他們開發出了WHERE-Bot，一種基於螺旋環的機器人，可以通過內外翻轉的方式移動。

論文的第一作者馮思源解釋說：“乍一看，你無法預測機器人會向哪個方向移動。如果你拿起它，只能看到一個電機沿著輪毂的圓周轉動螺旋環。然而，當螺旋環接觸地面時，機器人不平衡的品質分佈會導致不對稱的摩擦力分佈，驅動機器人自轉並向較重的一側移動，從而沿圓形路徑行進。”

WHERE-Bot的獨特之處在於，其全向運動能力源於其機械結構。因此，它無需依賴感測器檢測周圍物體或規劃未來的移動路徑，就能可靠地應對不可預測的環境。

李曙光表示：“我們成功地將一個簡單的彈簧玩具轉化為具有出色運動特性的移動機器人。就像思維敏捷的爬行動物一樣，當機器人遇到障礙物時，它的彈簧會翻轉以説明其後退，確保安全可靠的移動而不會卡住。這種巧妙的行為不僅使其能夠探索未知地形的邊界，還開闢了令人興奮的實際應用。”

研究團隊計劃進一步改進WHERE-Bot，以擴展其能力並使其能夠在更廣泛的環境中移動。例如，它未來可以幫助用戶遠端推斷洞穴或其他地下環境的形狀、挖掘沙地以發現隱藏結構、檢查管道，甚至設計新的全向碰碰車或其他娛樂機器人系統。