机器人|不到90秒轻松玩过第一关，这款3D打印软体机器手，竟是超级马里奥的高级玩家机器人|投稿

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文丨学术头条，作者丨吴婷婷，编审丨寇建超

作为闯关小游戏的鼻祖，任天堂的超级马里奥系列游戏经久不衰，可谓是老少皆宜、承载着童年回忆的经典存在了。任天堂推出这款游戏时，也可能想到了它会在人类中风靡，不过他们一定没想到，有一天，它甚至被机器人玩起来了。
究竟是怎么回事呢？
近日，来自马里兰大学的研究团队及其合作者使用 3D 打印技术做出了一只软体机器手，它基于流体晶体管技术，不仅易制造、易操控，还非常灵活，灵活到可以通关超级马里奥的程度了

机器人|不到90秒轻松玩过第一关，这款3D打印软体机器手，竟是超级马里奥的高级玩家

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在演示中，研究团队设计了一个集成流体回路，设定程序的引导会使其自动在关闭压力和施加低、中和高压力之间切换，从而使得软体机器手能够按下控制器上对应的按钮。当施加低压力时，机器人只会用食指按压任天堂控制器使马里奥前行，施加高压力则会让马里奥跳跃。最后，它成功在不到 90 秒的时间内通过超级马里奥游戏第一关！
相关研究论文已于 7 月 14 日登上了科学期刊 Science Advance 封面，堪称是“ 软体机器人 ”领域内的一项重要创新。目前，该团队正在尝试和探索将这项技术应用于生物医学领域，比如康复设备、手术工具和可定制假肢等的设计。

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（来源：Science Advance）
软体机器人的关键——控制流体相较于传统的刚性机器人，软体机器人往往具有较高的安全性和适应性，这极大地激发了人们将其应用在假肢和生物医学设备等方面的研究兴趣。
但事实上，要让这些软体机器人实现弯曲，甚至移动，往往需要通过控制周围环境中的流体的方式来实现，这是非常困难的，科学家们一直没能找到比较好的解决办法。
而在此次研究中，研究团队则利用‘ 流体晶体管 ’准确实现了机器手的动作控制。首先，研究团队设计了三个晶体管结构，这些晶体管可以看作是软体机器手的三根“手指”，每一根“手指”内部由流体晶体管和可浮动的圆盘组成，该结构顶部设有小孔。流体晶体管可以通过内部液态合金的流动来控制电路的打开与关闭。

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图 | a）内部构造；b）流体“正向流动”电路状态；c）流体“反向流动”电路状态（来源：论文）
简单来说，随着外部施加压力的大小，流体晶体管内部的流体会发生变化，从而控制电路，影响可浮动圆盘的位移大小，最终完成“手指”伸展、收缩等动作。通过集成流体电路，研究团队不仅能够便捷、快速地使用流体准确控制机器手的弯曲与移动，还增加了便携性和实用性。
此外，软体机器手的三根“手指”的物理特性不同，随着外部压力的增加，第一根手指率先开始出现垂直位移，后两根手指则缓慢开始位移。这就意味着，只需要一个压力输入，就能完成三根手指的调度与配合。