寄生机器人用食物指引自带“吃货”属性的海龟

使人类研发的两栖机器人有接近强大、雄伟的海龟的能力，这还有很长一段路要走。许多机器人专家正在努力研究各种龟类，韩国高科技科学研究所（KAIST）的研究人员随着机器人-龟混合动力学的发展，已经取得了更大的发展：他们让“寄生机器人”生活在一个真正的海龟的背面，借助于一系列的LED灯引导动物，同时结合美味的海龟小吃进行正面强化，来指导海龟从一个地方到另外一个地方。

动物有数百万年的进化历程，其运动模式已经根据自然进化过多次。而机器人的出现并没有那么久，他们遭受各种特定的限制，尤其是在做基础、简单的任务时,动物更擅长。

在“仿生工程杂志”最近的一篇文章中，KAIST研究人员认为，动物机器人杂交“可以为各种领域的传统移动机器人系统的一些限制提供替代解决方案”。例如，他们可以帮助人类和机器人进行搜索和救援， 他们还可以向生物学家和其他科学家提供研究动物行为的新方式。

韩国队由KAIST计算力学与结构系统实验室负责人Phill-Seung Lee教授领衔，设计了他们的寄生机器人，将其寄托在动物身上，结合刺激和奖励来产生特定的行为。

他们选择了一只乌龟，部分是因为它的固有能力：它是两栖的，具有良好的视力和长期记忆，并配备了一个方便的外壳，非常适合安装寄生硬件。 此外，它足够慢，研究人员很容易观察和控制。

我们开发了一种用于乌龟的寄生机器人，以在水箱中实现航点导航任务。 我们观察到寄生机器人和龟的相互作用，并记录了寄生机器人的航点，导航性能得到改善的程度。 为此，采用乌龟的单机显示器作为导航的虚拟刺激器。 寄生机器人使用平视显示器（提示）和馈线（奖励）来训练海龟沿着平视显示器的某个方向移动。

寄生机器人通过所谓的操作条件控制海龟。 首先，海龟旁边放着一个红色的LED，只有在进餐时间才开启了两个星期，所以海龟学会了将红色LED与食物联系起来。 然后，寄生机器人被附着到它们的壳体上，包括一个海龟大小的增强现实显示器，由一个带有五个红色LED的条带组成，该红色LED在其前面的120度弧上间隔开。 由于海龟已经将红色LED与食物联系在一起，转动其中的一个红色LED导致海龟向该方向移动。 寄生机器人通过使用线性伺服电机从注射器喷射凝胶型食物来奖励行为。

在五周的时间内，一组五只海龟的实验表明，寄生机器人能够沿着特定的路径可靠地引导海龟，平均75秒穿过5米的路线。 此外，由寄生机器人提供的恒定加固意味着龟的性能不断提高。 在实验的最后一天，海龟正在完成课程，平均偏离超过3％的理想路线。

研究人员指出，在这样的系统在真正用于现实世界之前，他们还有很多工作要做。 海龟像大多数动物一样，容易被其环境中的东西分心，寄生机器人对海龟的注意力只有有限的影响力。 未来的工作可能包括“虚拟现实技术的发展和增强的传感器系统,这将创造一个更加身临其境的环境。基本上,这是一个龟版的“矩阵”。 考虑到这一点，您不会惊讶地发现研究人员还想要找到方法来让机器人寄生虫直接从其主机获得能量。

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