講講機器人鳥。噴漿機器人研發(fā)有自己的創(chuàng)新，但參考了國外的，屬于科技進步。真正屬于發(fā)明的，就是機器人鳥；真正原創(chuàng)性的，也是機器人鳥。
機器人鳥是在機器人鼠研究成功后，我們發(fā)現(xiàn)它有一些重要缺點而提出新想法導(dǎo)致的結(jié)果，其控制原理完全不一樣。
國外機器人鼠的原理有兩個基本點，其一就像馴獸一樣，馴虎的、馴海豹的，完成了指定動作，我給你一個肉團、一條魚，完不成不給，稱之為“獎賞”原理。當(dāng)然，這里獎賞是“虛擬”的：不是真給了食物，而是用微電流（數(shù)十微安級）刺激能令其興奮或高興的腦區(qū)，令其感到興奮或高興而跑動。
其二是微電刺激與胡須感覺相應(yīng)腦區(qū)，讓其誤以為碰到障礙物了而拐彎：它的胡須非常敏感，當(dāng)刺激與左邊胡須對應(yīng)的腦區(qū)時，它就感到左邊碰到障礙物，會往右拐；反之，它就往左拐。國外這個原理有個問題，動物不一定聽你招呼，比如它吃飽了或者它不高興了，它就有了“虛擬”感覺也會無動于衷；特別是如果動物若沒有胡須呢。所以這個原理不可靠、有局限性，并且還需要長期的訓(xùn)練，直到形成條件反射。此外老鼠很膽小，我們實驗的時候發(fā)現(xiàn)，大家都不能說話，一說話它就嚇得不敢動了；再者，它運動太慢，實用性差。
為克服機器人鼠的缺點，課題組想到了鳥。用什么鳥呢？最后選定了鴿子，它飛得快，更重要的是它認(rèn)家，飛出去還會回來，可以反復(fù)使用，所以自古就有信鴿。一開始我們按照控制老鼠的辦法，考慮到鴿子沒胡須，根據(jù)神經(jīng)學(xué)，按照機器人鼠的原理，在鴿腦中找了很多與老鼠胡須功能近似的腦區(qū)，經(jīng)過無數(shù)次的嘗試和反復(fù)實驗，都不行。總之，用上述控制機器人鼠的方法無法控制鴿子。
事情往往有兩面性。已有的控制原理不行了，它就逼著我們另找出路。費了很大勁，反復(fù)實驗了幾個月，也未找到符合獎賞原理的腦區(qū)，幾乎就要放棄了，后來突然想到訓(xùn)練戰(zhàn)馬和耕牛的原理：恐嚇加鞭打——動物學(xué)上叫“主動逃避”原理。鳥受到驚嚇會“主動逃避”——飛走，當(dāng)被打時就會因疼痛而躲避。但難點是，如何使鴿子按我們期望的路徑飛行，即不僅要鳥飛，而且還要按我們期望的方向飛。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)微電刺激恐懼相關(guān)的腦區(qū)時，鳥肯定會飛走，但該腦區(qū)卻不能控制飛行方向，就像人看到蛇會逃避，但向哪里逃，卻因人、因地而異。為控制方向，想到了用“鞭打”使其感到疼痛，于是想到主管痛覺的腦區(qū)：刺激左腦的痛覺區(qū)，它就會因右側(cè)軀體“痛”而向左逃避；反之，則向右逃避。同樣，這種恐懼和痛都是“虛擬”的，即它既未看到恐怖的景象（例如并未看到蛇），軀體也未受打擊，僅是由于微電刺激腦區(qū)造成了“虛擬”的恐懼和痛覺感受。據(jù)此，若將微電刺激恰當(dāng)?shù)赜糜诖碳ぶ鞴芸謶趾屯从X的二個腦區(qū)，就可實現(xiàn)控制鳥向前飛、并能根據(jù)需要改變飛行方向。根據(jù)這種原理，經(jīng)反復(fù)摸索與實驗，最終按照“主動逃避原理”實現(xiàn)了對鴿子運動行為的控制。
該成果在國內(nèi)外產(chǎn)生了廣泛影響。國內(nèi)的、國外（美歐日俄）的各種媒體都有普遍報道。學(xué)校、省里都很認(rèn)可、支持，國家基金委和863專家組也都非常重視。
我們提出的“主動逃避”原理和控制鳥類飛行路徑的方法有三個突出優(yōu)點：一是與動物的生理特點無關(guān)，既適用于鳥類也適用于哺乳類及其他種類的動物，所以具有普適性。例如它不論動物有無胡須/翅膀它都適用，與國外已有原理相比，這是一大突破；二是它具有強制性，因而可靠性高；三是基本無須訓(xùn)練。
這一成果，獲得了山東省科技發(fā)明一等獎。
但對于該項目，我最大的遺憾是，直至我退休之時也未能實現(xiàn)實用化。要達到實用化，根據(jù)用戶要求能控制鴿子飛行3～5公里，而我們只能做到幾百米，即視距以內(nèi)。這主要是因為，看得見的時候可以控制；看不見的情況下，如何控制鴿子飛行的辦法還未很好解決。
我們研發(fā)的目標(biāo)是要研發(fā)出實用化的機器人鴿。但是在我退休時只是讓機器人鴿飛起來了，一般能可控飛行幾百米；沒能達到用戶要求的3～5公里，這是我最大的遺憾。不過，我的年輕的同事們正在做著艱苦的努力，為飛到3～5公里或更遠(yuǎn)目標(biāo)奮斗著。
我預(yù)祝他們成功！
選自《科大故事①》（2016年9月出版）（講述：蘇學(xué)成 整理：田靜）
