由于受到水流、鹽度和浮力等變量的影響，設(shè)計水下機器人通常比設(shè)計陸上同行更具挑戰(zhàn)性。因此，必須經(jīng)過無數(shù)次的原型設(shè)計，每一次都要加入其前代所缺乏的功能，這并不罕見。這一過程不僅成本高昂，而且可能需要數(shù)周或更長時間才能得到一個成品。

當(dāng)麻省理工學(xué)院教授Wojciech Matusik和Daniela Rus領(lǐng)導(dǎo)的團隊決定建造一個軟體游泳海星機器人時，他們創(chuàng)建了一個基于機器學(xué)習(xí)的模擬系統(tǒng)，旨在大大加快開發(fā)進程。根據(jù)科學(xué)家們的要求，該系統(tǒng)制作了一個計算機模型，說明如何建造這樣一個機器人，以及它將如何游泳。

Matusik、Rus和同事們根據(jù)該模型迅速制造了一個初始原型。當(dāng)該機器人在水箱中進行測試時，其真實世界的性能數(shù)據(jù)被反饋到計算機模型中，進一步優(yōu)化它。以這樣的方式來來回回，該團隊能夠在幾個小時內(nèi)生產(chǎn)出一個功能性產(chǎn)品。

目前版本的機器人海星有一個柔軟的硅膠身體，同時還有一個低功率的電機，該電機分別與機器人腕的肌腱相連。通過交替擠壓和釋放這些腕，機器人能夠安靜而高效地在水中游動。而據(jù)研究人員介紹，計算機模型提供了重要的設(shè)計考慮因素，而這些因素很可能會被人類忽略。

"通過海星機器人，我們了解到，除了它們那些相當(dāng)明顯的腕部推進，還有一些更細微的高頻運動可以給它們提供重要的動力。"博士后Josephine Hughes說，他與博士生杜濤共同撰寫了一篇研究論文。

這款機器人最終可能由機載電池供電，并配備攝像頭等傳感器，用于收集海洋學(xué)數(shù)據(jù)。而它可能很快就會加入機器人海龜、蝠鲼和鯊魚的行列，所有這些都計劃通過新的模擬系統(tǒng)進行開發(fā)。

該論文發(fā)表在本周的《IEEE機器人與自動化通訊》雜志上。