機器人主要被用於從事危險的、骯髒的或重複性的工作,通常就像個又大又硬的金屬怪獸。但問題是,在某些場合,我們同樣需要舉止輕柔的機器人。現在,擁有可成形結構的柔軟機器人能做一些簡單的手工勞動,比如把雞蛋放入箱子裏,但機器人專家的目標卻不僅限於此,他們已在著手開發能夠生長、自行修理甚至於自行複製的柔軟機器人。

人們以前的目標是製造出模仿有機組織的機器人,能夠在某個環境中進行方位導航並到達目的地。傳統的機器人製造在近年取得了巨大進展,甚至會做後空翻,但柔軟機器人的開發還處於起步階段。

科學家們剛開始對不同的材料和設計進行實驗,還不確定使用何種工具、如何製造柔軟機器人,在這方面沒有先例。設計者們需要考慮許多因素,比如材料的成本、可伸縮性、力量、速度及動作效率。柔軟機器人儘管更加敏捷靈活,卻可能會失去力量和耐用性,所以最具挑戰的是人造肌肉或致動器的開發。

近日,來自麻省理工學院(MIT)計算機科學與人工智慧實驗室(CSAIL)和哈佛大學威斯研究所的機器人學家們公佈了一項重大突破:一種造價低廉、卻能提起數倍於其體重重量的柔軟機器人。該研究成果發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。

出人意料的是,這項尖端科技很大程度上借用了兩個世紀前的一種藝術形式:日本摺紙藝術。該柔軟機器人的內部結構都是摺疊狀態的,因此大約能夠提起相當於其本身體重1,000倍的物體。

研究者之一、MIT的羅絲(Daniela Rus)教授說:「我們沒有意料到(在力量上)會有1000倍的增加。這就猶如賦予了這些機器人超能力。」有了這項進展,外加已有的人造肌肉技術,機器人的革新就順理成章了。該團隊認為,人類能夠製造出有能力從事任何工作的機器人。

新開發的柔軟機器人的內部結構,或曰「骨架」,包含一個金屬線圈或摺疊成特定模式的塑料,被放置於充當「皮膚」的紡織物或袋子中。袋子裏充滿了空氣或水之類的液體,然後在其內部施加真空壓力使人造肌肉運動。由於是由骨架的形狀和真空壓力驅動的,因此不需要其它人為干預或電源來產生運動。

最令人興奮的是,人造肌肉本身可被寫入程式,亦可擴展。該團隊發明的柔軟機器人從幾毫米長到1米(3英尺)長,造價也非常低廉。製造一個獨立的機器人肌肉只需10分鐘時間,材料費不足1美元。

這種機器人能夠防水,可在戶外使用。如果使用可消化材料製作,還可以喫下去,然後它會在合適的時間或有針對性地釋放藥物。研究者相信,這種技術將來能夠用於開發可塑型建築物、微型外科手術工具、可穿戴機器人外骨骼及進行深海研究或太空探索的設備。

「未來的可能性是無限的,」羅絲說。「但我下一步馬上要做的,是用這些肌肉製造一頭機器大象,其象鼻就像你看到的真正的象鼻一樣靈活有力,並能夠像真的象鼻一樣從事任何工作。」

該新型機器人擁有不可思議的力量和多功能運動性,儘管重量很輕,一個2.6克(0.09盎司)的柔軟機器人可以提起3公斤(6.6磅)重的物體!

 

全站熱搜

Win Driver Blog 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()