英国牛津大学领衔研发出仅凭空气压力运作的软体机器人

11月6日，英国牛津大学领衔的研究团队在《先进材料》发文，成功研发出一种无需电子元件、马达或计算指令即可运行的软体机器人，仅凭空气压力便能实现运动与协调。该成果突破了传统机器人必须依赖中央控制系统的限制，展示了通过物理结构与环境交互实现“具身智能”的新路径。

传统软体机器人仍需外部感知、算法与编程系统支持，缺乏真正的自主性。此次研究团队将“决策机制”嵌入机器人结构本身，实现了无控制器、无程序化的自组织运动。受生物体分布式协调机制启发，研究人员设计出一种模块化气压单元，可像电子电路中的电流一样传递空气压力，并在不同设定下分别承担“肌肉”、“传感器”与“阀门”三种功能。根据气流设置，这一单元可执行3种任务：像肌肉一样在气压变化下运动；像触觉传感器一样感知接触变化；像阀门一样控制气流通断。这些模块犹如乐高积木，多个几厘米大小的相同单元无需改变基本设计即可拼装成不同机器人。团队在实验室组装了鞋盒大小的桌面原型，能完成跳跃、震动、爬行等动作。在特定连接下，单个模块可同时执行3种功能，只需持续施加气压，就能自主产生节律运动。当多个模块连接在一起时，它们会自然形成同步节奏，而无需任何计算机控制。团队展示了两种典型装置：一种“摇动机器人”，能通过旋转平台自动将珠子分类；另一种“爬行机器人”，能感知桌面边缘并自动停止，防止坠落。整个过程完全由机械反馈实现。这种协调行为不是预设指令的结果，而是由模块之间的相互作用及其与环境的物理耦合自然产生。与传统基于电子算法的机器人相比，空气驱动系统能耗更低、结构更简化，且具备高度鲁棒性与自适应能力。这一技术为“身体即智能”的机器人设计奠定基础，未来或可在灾害救援、极端环境探索及仿生机械等领域实现广泛应用。