模仿神经突触机制的简易乐高机器人自行学会了如何走出迷宫

与其从头开始设计机器人，一些最令人印象深刻的技术进步来自于对大自然的抄袭。

新的研究表明，我们可以将这种思路应用于机器人的 "头脑"。我们可以让机器人自己学习走出迷宫的最佳路线--甚至可以对特定的转弯保持一种记忆。

一支工程师团队为乐高机器人编码，让它在一个六边形的迷宫中找到出路：默认情况下，它在每个功能点都向右转，直到它遇到它以前访问过的一个点或走到一个死胡同，在这一点上它必须重新开始。

最重要的是，机器人上的软件能够记住它在以前的运行中出现的错误转弯，并在下一次进行纠正。这是通过调整一个神经形态电路来实现的，该电路有助于确定机器人的转弯方向，其方式类似于人类大脑中神经元之间的突触通过重复使用来加强其连接。

荷兰埃因霍温科技大学的电气工程师Imke Krauhausen说："就像小鼠大脑中的突触在心理学家的迷宫中每次正确转弯时都会得到加强一样，我们的设备通过施加一定量的电进行调整。通过调整设备中的电阻，你改变了控制电机的电压。它们反过来决定机器人是向右转还是向左转。"

该机器人花了16次尝试才找到走出迷宫的方法，迷宫的面积为两平方米(近22平方英尺)。

机器人正确运行的关键是一种特殊的聚合物--p(g2T-TT)--用在神经形态电路上。这种材料可以在很长一段时间内保持存储状态，这意味着机器人可以将其在迷宫中的经验印在感应器上，作为其 "记忆" 。

通过建立这样的神经形态电路，而不是基于软件的学习算法，研究人员能够减少功率需求和成品机器人的尺寸--这种方法再次模仿了大脑，它具有难以置信的功率效率。

"这种感觉和运动的整合，即感觉和运动相互加强，在很大程度上也是自然界的运作方式，所以这就是我们试图在我们的机器人中模仿的东西。

新设计建立在该团队以前的研究基础之上，即电子设备如何在其设计和操作中更具有生物性，同时还能实现高水平的可靠性和效率。

最终，像这样的系统除了帮助导航外，还可用于多种用途。通过减少对软件和云的依赖，机器人可以独立运作，甚至可以与我们的身体相融合。

"由于它们的有机性质，这些智能设备原则上可以与实际的神经细胞整合，假设你在受伤时失去了手臂。那么你就有可能使用这些设备将你的身体与一只仿生手联系起来。"

这项研究已经发表在《科学进展》上。

https://www.sciencealert.com/a-human-like-brain-is-helping-robots-escape-from-mazes