随着(zhe)AI人工智能技术的发展,科(kē)技的(de)不断(duàn)进步(bù),越来越多的高科技产品走(zǒu)进人(rén)们的生活中。
现在机器人越来越被(bèi)大众(zhòng)所熟悉,那你第一(yī)个想起的词汇是什么呢?变形(xíng)金刚(gāng)——金属?僵硬?机械?在科技的(de)发展下(xià),各式各(gè)样的机器人出现在我(wǒ)们生活中的(de)各个领域(yù)。
在(zài)很(hěn)多工(gōng)厂的零部件流水(shuǐ)线(xiàn)上,在我(wǒ)们的家中,这些(xiē)金属或者其它硬质材料能让(ràng)我们更好的制作和(hé)控制机器,但这也会让人思考(kǎo),柔软的机(jī)器人是可能的(de)吗?像《超(chāo)能陆战队》中“大(dà)白”(●—●)那样的充(chōng)气机(jī)器人是现实的吗(ma)?
就在(zài)3 月(yuè) 18 日,发表(biǎo)在《科学机(jī)器人》(Science Robotics)的(de)一篇论文中,斯坦福大学(xué)的研究人员通过借鉴传统机器人技术的特性,开(kāi)发(fā)了(le)一种新型的软机器人,它既安全,又保留了可以(yǐ)移动和改变形(xíng)状的能力。

想要让机器变得柔软而又能将驱动模(mó)块发(fā)出的动力传导到执行模块,目前(qián),大多数柔性机器(qì)人使用压缩空(kōng)气来(lái)达(dá)到这一效果。
不过,现(xiàn)有的柔性充气机器人需要连接到笨重的空气压缩机(jī)等设备,这限制了它们(men)的移动,也(yě)阻碍了它们在(zài)更(gèng)多应用场景发挥作用。为此,斯坦福研究团(tuán)队开(kāi)发了一种新型的柔(róu)性机器人(rén),通(tōng)过借鉴传统(tǒng)机器人的技术,用电动机操控充气管(guǎn)带使其既安(ān)全(quán)坚固又柔软灵活。

充气完成后,它可以(yǐ)自(zì)由改变形(xíng)状并移动,而(ér)无需额外(wài)的机器或者空气。无需额外的空气以及空气压缩机,这是这次斯坦福团队对柔性(xìng)机器人发(fā)展(zhǎn)作出(chū)的主(zhǔ)要贡献。
这个(gè)柔(róu)性(xìng)的机(jī)器(qì)人最早的版本是一个简单的充气管。三个(gè)驱(qū)动器将其捏成三角形。

一台机器将管子的两端固定在一起。另外两(liǎng)个(gè)沿管子移动(dòng),通过改(gǎi)变(biàn)三角形边的长(zhǎng)度来改变机器人(rén)的(de)整体(tǐ)形状。斯(sī)坦福研(yán)究人员称(chēng)其为“等距机器人”,尽(jìn)管(guǎn)形状发生(shēng)了变化,但(dàn)其总长度以及内(nèi)部的空气量保持不变。
经过技术迭代,最后(hòu)版(bǎn)本(běn)的机(jī)器(qì)人可以(yǐ)看(kàn)作是三种(zhǒng)类型的机器人的后代:柔(róu)性机(jī)器(qì)人,框架(jià)机器人和(hé)集群机器(qì)人。柔(róu)性机器人轻(qīng)巧,柔软,框架(jià)机器人具有可以改变(biàn)形状的几(jǐ)何形状,而集群机器人则是(shì)可以协同工作的(de)小型机(jī)器人。

为了实现更复(fù)杂的功能,研究人(rén)员只需将几个三角(jiǎo)形连接在一起即可。通过协调不同电(diàn)动机的运动,它们可以使机器人执(zhí)行不(bú)同的行为,例如(rú)通过将三角(jiǎo)形沿两(liǎng)个顶点拉(lā)成一条线来夹起球或着改变机器人的质心以使其滚(gǔn)动。

一个人的力量(liàng)是有限的(de),但一(yī)群人的力量确(què)实无穷的。这就是集群机器人的厉害(hài)之处。无穷(qióng)的(de)组合方(fāng)式带来无穷的(de)应用前景。不(bú)过,如何对这些“三角机器人”排(pái)列组合使其能在特(tè)定的(de)场景下发挥最(zuì)好的效果依然(rán)是研究人员今后的研究方向之一(yī)。
柔(róu)性机器人是一个相对较新的概念和领域,这意味着人(rén)们仍在为这些新产品寻找最(zuì)佳应用。它们安(ān)全但坚固的柔软身躯可能使其在传统机器人可能会造(zào)成(chéng)伤害的家庭和工作场所中使用,比如救援(yuán)机器人。
论(lùn)文的第一(yī)作者扎卡里·哈(hā)蒙德认为,这种机器人将对太空探索(suǒ)起到巨大的帮助。它不占空间,可以装成小(xiǎo)包(bāo)装运输,然后在充气后不受束缚地(dì)运行。在另一星球上,它可以(yǐ)利用其变形能力来穿越复杂的环境,挤过狭窄的空(kōng)间(jiān)并完成设定的任务。
目前,研究人员正(zhèng)在为他们柔软的机器人尝试不(bú)同的形状,并考虑(lǜ)将其放(fàng)入水中以查看(kàn)其(qí)是否可以游泳(yǒng)。他们还在探(tàn)索更(gèng)多新型的软机器人,每种都有自己的特点和优势。
软体机器人集合(hé)了以往(wǎng)刚硬(yìng)又柔软的产(chǎn)品优势(shì),未来前景可观。