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科学子刊揭示：AI助力微型机器人高效“学游泳”，指令精简高达83%

报道日期：2021年3月25日

来自国际顶级学术期刊《科学》系列子刊《科学·机器人学》的研究指出，德国莱比锡大学的研究团队将微型游泳机器人与人工智能技术相结合，显著提高了它们的效率与自主性。

微型游泳机器人的独特挑战
这些机器人，体积仅2微米宽，灵感源自细菌在液体中的自然游动模式。然而，它们面对的挑战在于极易受流体颗粒冲击的影响，导致难以维持连续游动。

突破性解决方案
不同于细菌能自我感知与决策方向，微型机器人依赖于一种创新的“大脑”——机器学习算法。该算法位于附近计算机上，实时跟踪机器人的运动轨迹，并在每次激光照射时指导其路径，以加速接近目标位置。

实验过程与结果
实验中，研究人员采用三聚氰胺树脂包裹30%金纳米粒子构成的微型游泳机器人。通过精准控制激光在机器人表面的加热，实现了其在流体中的定向移动。经过7小时的训练，机器人所需指令数量从600个大幅减少至100个，指令精简比例高达83%，显著提升了效率。

适应性与进步
随着训练的深入，微型机器人的行为展现出更多层次。初始阶段，机器人在随机位置开始，但随着学习的推进，其轨迹变得更加稳定，目标定位更为明确，平均行动步骤减少，表现出更强的适应性和目标导向性。

未来的展望
虽然当前的控制系统仍依赖于外部，但研究团队计划引入化学动力信号，使微型机器人具备内部自主思考的能力，迈向更加智能的阶段。这将是对“机器生物化”与“生物工程化”这一预言的实践验证。

应用前景
微型机器人在医疗、环保、药物递送等领域展现出巨大的潜力。其智能化程度的提升，预示着它们在未来可能承担更多复杂任务，为人类带来更多的科技福祉。

引用来源
《科学·机器人学》, 2021年3月25日, 来源：New Scientist

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