npj robotics 近期值得一读的论文精选

【生机混合机器人】Biohybrid robots evolutionized by soft electronics

由活体肌肉驱动的生物混合机器人具有超柔软性、生物相容性和低能耗等特点，但其发展目前受到与刚性控制系统之间机械不匹配的限制。软体电子技术提供了兼容的接口，能够实现适度的刺激与实时传感。本论文聚焦于柔性电极、传感器及其集成策略，这些技术提升了生物混合机器人的耐久性和功能性，展示了由软体电子技术推动的生物混合机器人演进的前景。

【软体机器人】A call for a performance-driven approach for soft robotics research

软体机器人具有物理适应性强和抗碰撞鲁棒性好的优点，但与刚性系统相比，其速度、精度和可控性较低，因此应用受限。题论文提出采用性能驱动的方法，开发具有类似动物敏捷性的刚柔耦合机器人。近期研究表明，通过整合快速响应的肌肉、储能肌腱以及可变形骨架，软体机器人能够实现接近其生物原型及刚性机器人的能力。

【机器人操作与触觉感知】Tactile-reactive gripper with an active palm for dexterous manipulation

设计能够在保持高度灵活性的同时，将丰富的感知能力与低自由度相结合的机器人夹爪，仍然是机器人领域的一项关键挑战。尽管高分辨率触觉传感，尤其是基于视觉的触觉传感技术已取得显著进展并被集成到夹爪中，但以往的研究大多集中在指尖，而手掌的功能性作用则很被忽视了。此外，手掌在提供支撑与触觉反馈的同时兼具驱动功能的潜力，仍有待深入探索。为此，本文介绍了一种触觉响应型夹爪，该夹爪集成了能够同时进行驱动和高分辨率视觉感知的主动式触觉手掌，以及配备指尖触觉阵列的可重构柔性手指。所构建的架构通过协同的掌指交互来实现多传感融合，以支持自适应抓取和接触丰富的操作任务。包括YCB基准测试、多种手内操作任务、水果采摘以及工业应用案例在内的大量评估均证明了所提出的主动式触觉手掌在增强灵活性和感知能力方面的有效性，其仅用七个自由度即可完成复杂任务。研究结果为设计兼具机械简洁性、智能感知能力和高灵活性的触觉夹爪提供了新的思路。

【仿生】Insect-inspired adaptive behavioral compensation strategy against olfactorysensory deficiency for robotic odor source localization

导航至潜在配偶、食物来源或筑巢地点的能力是不同物种共有的基本特征。尽管昆虫的神经系统很小，但它们展现出卓越的气味引导导航能力，使其成为仿生机器人的理想模型。尽管目前已经有能够进行气源定位的机器人，但其实际部署仍然有限，尤其是在存在物理损伤的条件下。本研究探讨了感觉缺陷如何影响雄性家蚕的气味定位行为，雄性家蚕利用性信息素来定位雌性。值得注意的是，即使在切除了主要嗅觉器官之后，家蚕仍然保留了定位气味源的能力。行为分析表明，其导航策略取决于气味探测的空间位置。本工作通过设计一个能够估算气味位置（类似家蚕触角功能）的系统，将这一策略复现到了四足机器人上。机器人实验证实，基于双侧或单侧气味线索的自适应行为选择能够维持高效的气味定位能力。这些发现揭示了构建鲁棒性机器人导航系统的基本原理，该系统即使在传感器受损的情况下也能保持性能，而这正是长时间任务或搜救任务所要求的。