來自北卡羅來納州立大學和賓夕法尼亞大學的研究人員已經開發出了一種軟體機器人，能夠在沒有人類或計算機軟件輸入的情況下在復雜的環境中導航，例如迷宮。

“這些軟體機器人展示了一個被稱為’物理智能’的概念，這意味著結構設計和智能材料是軟體機器人能夠在各種情況下導航的原因，而不是計算智能，”關於這項工作的論文的通訊作者、北卡羅來納州立大學機械和航空航天工程系副教授尹傑說。

這種軟體機器人由液晶彈性體製成，呈扭曲帶狀，類似於意大利面，只是半透明的。當將帶狀軟體機器人放在溫度至少為55攝氏度的表面上時，該表面比周圍空氣更熱，帶狀軟體機器人接觸表面的部分會收縮，而暴露在空氣中的部分則不會。這會在帶狀軟體機器人中引起滾動運動。表面溫度越高，它滾動的速度就越快。

“以前有人用光滑的棒子做過，但這種形狀有一個缺點- 當它遇到一個物體時，它只是在原地旋轉，”尹傑說。“我們以扭曲的帶狀形狀製作的軟體機器人能夠在沒有任何人類或計算機干預的情況下談判這些障礙。”

“絲帶”機器人通過兩種方式做到這一點。首先，如果帶狀物的一端遇到一個物體，帶狀物會輕微旋轉以繞過障礙物。第二，如果機器人的中央部分遇到一個物體，它就會”啪”地一聲。啪的一聲是儲存的變形能量的快速釋放，使帶狀物在落地前略微跳躍並重新定位。“絲帶”機器人可能需要扣動不止一次，然後才能找到一個使它能夠穿越障礙物的方向，但最終它總是能找到一條清晰的前進道路。

“在這個意義上，它很像許多人在家裡使用的機器人吸塵器，”尹傑說。“只是我們創造的軟體機器人從其環境中汲取能量，並且在沒有任何計算機編程的情況下運作。”

論文的第一作者、北卡羅來納州立大學的博士後研究員趙耀說：“使機器人能夠與障礙物談判的兩個動作，即旋轉和扣動，是在一個梯度上操作的。如果一個物體接觸到帶狀物的中心，就會發生最強大的扣動。但是，如果一個物體在遠離中心的地方接觸到帶子，帶子仍然會扣動，只是力量較小。而且你離中心越遠，彈響就越不明顯，直到你到達彩帶長度的最後五分之一，這時根本不會產生彈響。”

研究人員進行了多項實驗，證明這種帶狀軟體機器人能夠在各種類似迷宮的環境中航行。研究人員還證明了軟體機器人在沙漠環境中能很好地工作，表明它們能夠攀登和下降鬆散沙子的斜坡。

尹傑說：“這很有趣，看著很好玩，但更重要的是它為我們如何設計能夠從自然環境中收集熱能並自主地談判複雜的非結構化環境（如道路和惡劣的沙漠）的軟體機器人提供了新的見解。”