这个奇怪的机器人使用活虫作为抓取工具

这个奇怪的机器人使用活虫作为抓取工具

“死尸机器人”一词相对不言自明——在机器人设计中使用死亡的源材料。例如:去年,莱斯大学的研究人员将蜘蛛尸体改造成“气动夹持工具”的一部分,该工具能够抓取重量高达自身重量 130% 的不对称物体,这一举动引起了媒体的关注。

但是,如果研究人员将活体生物作为机器人设备的一部分,情况会怎样呢?这是日本多所大学合作团队最近提出的问题。在本月初发表于arXiv预印本服务器上的论文《生物有机体作为末端执行器》中,来自东北大学、山形大学和庆应义塾大学的研究人员详细介绍了他们如何开发出一种方法,在不伤害动物的情况下,真正利用活体鼠妇和水下软体动物(石鳖)作为机器人的抓握机制。

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在演示视频中,3D 打印的线束用一根或两根柔性线套在鼠妇身上。在单线配置中,鼠妇可以卷成封闭的防御形状;使用两根线,可以防止昆虫卷成封闭的防御形状,从而保持其开放的行走姿势。将线束绑在软体动物身上需要更多的反复试验,研究人员最终决定在其外壳上涂抹可移除的环氧胶。在两个实验中,鼠妇和石鳖都显示出能够有效地抓握和操纵物体,要么是通过昆虫在抓握物体时封闭成防御姿势,要么是通过软体动物的吸力。

“这种方法与传统方法不同,它利用特定身体部位的结构和运动,而不会将它们与生物体分离,同时保护生物的生命和完整性,”该团队的论文中写道。该团队还指出,对于未来的研究,“执行生物伦理规则和规定至关重要,特别是在处理具有更高认知能力的动物时。”

然而,肯特州立大学地理学家詹姆斯·泰纳 (James Tyner) 等研究人员并不完全认同这一观点。泰纳向PopSci解释道:“从某种程度上来说,这只是对尚未驯化的物种的驯化。”去年,泰纳与他人合著了一篇文章,猛烈抨击莱斯大学的回收蛛形死灵机器人,称其为“生死被资本循环吞噬”的“预兆”。谈到在机器人系统中使用生物体,泰纳也质疑其有效性和目的。

泰纳补充道:“我很难想象在何种情况下我会放心地部署完全或部分依赖于鼠妇的抓握力的生物技术。”

对于山形大学分子生物学家、该项目团队成员之一的约瑟芬·加利蓬来说,这种情况更容易想象。“让我们想象一下,一个机器人被困在海底,需要即兴发挥抓手功能来完成一项任务,”她在给PopSci的电子邮件中说道。“它不需要从头开始建造抓手,而是可以借助石鳖的帮助,作为奖励,石鳖将被运送到一个可能有更多食物的新地方。”

加利蓬表示,建立这种互惠互利、合作且动态的生物体与机器之间的相互作用可以促进生物学和机器人工程学的进步。

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“‘运动’不仅仅用于从一个地方移动到另一个地方,”加利蓬继续说道。“令人惊讶的是,它还可以用于拾起和移动物体等任务,正如鼠妇所展示的那样。我们还可以进一步了解这些生物如何感知周围的世界。”加利蓬指出了以前的驯化实例,例如马和信鸽,并以类似的方式看待鼠妇和石鳖的试验。

与此同时,泰纳指出,机器人仿生学有着悠久的历史,是驯养新动物物种的有希望的替代方案。他们还提出了专家们对感知概念的扩展问题,以及这对爬行动物同伴可能意味着什么。事实上,最近的研究提供了昆虫有更广泛的“感觉”的证据,特别是昆虫受伤或不适的能力,例如果蝇可能会经历一种慢性疼痛。但泰纳等批评者认为,无论有没有证据,这个问题仍然存在:“例如,我们是否只将道德立场扩展到有感知的生物?”

从这个意义上说,这是加利蓬和他的研究员同事们的想法。他们在论文中写道:“[我们]建议在处理任何类型的动物时都要小心谨慎,并尽可能地注意避免它们遭受痛苦。”

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