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美探索研发 “跑酷”智能机器人

来源:中国国防报2021-08-31 13:42

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  研究人员希望探究松鼠在枝头灵活跳跃而不坠落的奥秘

  据外媒报道,美陆军正与加州大学合作解析松鼠奔跑跳跃能力背后的奥秘,希望从中获得研发“跑酷”智能机器人的灵感。

  报道称,加州大学研究人员在一篇论文中针对松鼠如何决定跑跳、如何评估自身能否完成跑跳过程以及如何进行着陆等问题进行研究,并展示了相关试验数据和结果。这项试验是在树林间进行的,研究人员利用坚果等食物诱导松鼠进行测试,观察和记录它们奔跑、跳跃的情况。通过高速摄像机记录显示,松鼠在树林间奔跑或跳跃时,会很快适应并利用周边环境完成跳跃并着陆。在相同条件下,松鼠通过多次重复跳跃,整个过程会完成得越来越好。

  报道称,通过分析试验数据不难发现,松鼠之所以能在丛林间奔跑跳跃,主要仰赖以下特性。一是实时决策。松鼠在每一次跑跳中均需判断起跳点(如树枝)的柔韧度,起跳位置和时机,以及与着陆点的间距等。松鼠能否在瞬间作出关乎生死的正确决定,源自如本能反应般运用各种跑跳动作,以及从过去经历中学到的经验。二是利用环境,主要指评估和利用周围环境条件。为觅食和躲避天敌,松鼠会在复杂的丛林环境中穿梭跳跃,这就需要充分利用周边环境,甚至瞬时通过垂直物体表面借力,扩大跑跳活动范围。三是极限动作。松鼠特有的身体构造,使其能完成很多特技般的跑跳动作,即使落地姿态失衡,也能很快恢复正常。

  研究人员认为,松鼠在不同外部条件下能快速奔跑跳跃的主要原因是,松鼠的适应性规划能力、自控行为和反应性稳定动作的结合,能确保它们快速移动而不坠落。它们在评估周围环境和跳跃距离后,能在困难与实力之间找到平衡点,并在面临越来越困难的挑战时“创造性”地作出跑跳极限动作。换句话说,松鼠的生物力学指征和对环境认知的相互作用,使其能不断学习和掌握新的跑跳策略。研究人员希望通过研究松鼠跑跳中保持平衡性和敏捷性的生物学奥秘,探索在丛林和其他复杂地形条件下高效运动的一般原理,进而推动智能机器人自主“跑酷”能力发展。

  这项研究获得美陆军研究办公室等机构的资助,旨在模拟松鼠认知和决策过程,寻找控制智能机器人在复杂环境中快速、敏捷移动的灵感。未来,此类智能机器人可用于在建筑物废墟中寻找幸存者或快速接近威胁环境。(成高帅 付连波)

[ 责编:丁玉冰 ]
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