一種新型的柔性機器手臂即將問世，這款類似章魚的機器人將完全不依賴於電線或內部電子元件。來自萊斯大學的工程師們發佈了一款由激光束控制的柔性機器手臂。
這款柔性機器手臂能夠執行意想不到的複雜任務，從避開障礙物到精確擊球，均能輕鬆應對。萊斯大學的博士生 Elizabeth Blackert 表示：「這是首次展示對光響應材料進行實時、可重構、自動控制的柔性機器手臂。」
研究團隊指出，這項技術的發展可能會對植入式外科設備和工業機械等多個領域產生積極影響。這款機器手臂的運動原理在於一種名為偶氮苯液晶彈性體的光響應材料。
最近幾年，柔性機器手臂的發展取得了重要進展。例如，中國最近發佈了一款靈感來自章魚的機器手臂，能夠承載高達自身重量 260 倍的負載。然而，目前的標準機器人依賴於固定關節，這限制了其運動範圍。
材料科學與納米工程助理教授 Hanyu Zhu 表示：「使用柔性材料製作機器人的一大挑戰是，它們要麼受到束縛，要麼功能非常簡單且預先確定。」他補充說：「構建可遠程和隨意編程的柔性機器人需要材料開發、光學系統設計和機器學習能力的獨特結合。」
這款機器手臂的運動原理在於偶氮苯液晶彈性體，這種獨特的聚合物在藍色激光光照下會收縮，然後在黑暗中迅速放鬆並重新生長。快速的反應對於實時控制至關重要。Blackert 指出：「當我們在材料的一側照射激光時，收縮使材料向該方向彎曲。我們的材料像花莖朝向陽光一樣向激光光線彎曲。」
在運動控制方面，研究人員使用了一種稱為空間光調制器的專用設備，將單一激光束分割成多個「束流」。每個束流提供靈活的控制：可以瞄準手臂的不同部位，調整強度，並能開關切換。
團隊表示，這款手臂可以在任何所需位置彎曲或收縮，類似於章魚觸手的流動動作。那麼，這款由光控制的機器人如何執行複雜任務，如避開障礙或擊球呢？這正是機器學習發揮作用的地方。
研究團隊開發了一種卷積神經網絡，這是一種用於圖像識別的人工智慧技術。該網絡通過展示各種光模式及其所對應的手臂動作進行訓練。
目前的原型為平面，能在二維空間內移動。研究人員預見未來會有三維版本，可能配備額外的傳感器和攝像頭。Blackert 表示：「這是邁向更安全、更具能力的機器人技術的一步，適用於從植入式生物醫學設備到處理柔性物品的工業機器人等多種應用。」
理論上，這項技術能夠製造出幾乎無限制自由度的機器人，大大超越傳統剛性關節機器人的能力。
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