自動生成機器人?德研發由演算法自動生成的機器人

“遺傳機器人”正朝著不需要人類插手即能完全自行製造的機器人進發。最近，德國科學家使用遺傳軟體演算法和快速製造技術創造出了這種能自動生成的機器人結構，並將於12月1日至4日在德國法蘭克福歐洲國際模具展覽會(Euromold)上展示這些移動機器人。


對於工程師來說，讓機器人的運動模式化並使它們移動或能夠抓住物體一直是一個巨大的挑戰。法蘭克福機械工程和機械製造自動化研究所（IPA）的科學家摒棄設計工程師的人為干擾，成功地通過一個遺傳軟體演算法製造出了能自動生成的運動機器人。

這種機器人由具有球窩接頭的圓柱形管子組成，其中的球窩接頭可以根據外部因素或所要製作出的機器人的功能呈現不同的形狀。IPA的工業設計師兼產品研發人員安德里亞斯·費許(Andreas Fischer)表示，唯一需要輸入的命令是，盡可能有效地沿一個水準面向前移動。軟體演算法中包含的適應度函數會選擇運動單元，使用這些運動單元，“遺傳機器人”能夠沿著表面前進，軟體決定管子的形狀、運動點的方位以及驅動器的方位。

該運動機器人的設計基礎是一個電子馬達，讓機器人能順利行動。其中，包括地面摩擦、重力等重要的環境影響都被考慮在內。如果該“遺傳機器人”準備對抗表面出現的凹凸不平、爬樓梯或者划水，軟體演算法也會模擬這些環境條件，並提供不止一個解決方案，讓設計師從中選出最合適的。費許解釋說，該“遺傳機器人”系統也能夠被用來設計子部件，比如工業機器人的夾緊結構。

倣生學為該“遺傳機器人”的運動提供了基礎。科學家在設計時，廣泛使用了自然法則，並用快速製造技術獲得了最終要得到的倣生結構。最初的遺傳演算法由美國布蘭迪斯大學(Brandeis University)科學家胡迪·利普森 (Hod Lipson)和喬丹·波拉克 (Jordan B. Pollack)所研發，經瑞士的i2p公司對軟體進一步優化和修正後，科學家可以直接得到機器人的幾何形狀。

這個完全自動生成的機器人結構具有四處移動的能力，能使用同其腿部和關節連接在一起的電子設備來移動，超輕型的結構也能減少機器人的重量，而不會影響其能力。科學家希望自行演化機器人可以成為探索太空的利器，在各種險惡的地形、大氣和輻射中“生存”。

科技日報 2010/12/01 劉霞

相關連結：

• Computer-generated robots (Physorg)
• Golem project (Genetically Organized Lifelike Electro Mechanics, Brandeis University)
• Biologically inspired computing: The emergence of intelligence through evolving Artificial Neural Networks