软体机器人退化论:温顺又害怕
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  • 王诗
  • 2021-03-10 09:05:44 5

科技源于生活,而服务于生活

30多年前,电影《剪刀手爱德华》中的经典台词“假如我没有刀,我就不能保护你。假如我有刀,我就不能拥抱你。”感动了许多人。几十年后,“我长成这样,是为了让人看起来更想拥抱。”的大白又赚取了观众的眼泪。这一幕幕温馨的画面反映了人们对机器人的情感寄托和期待。

回顾机器人发展的历程,影视作品中的机器人总是充满了温情。从自动机械装置到软体机器人,科技的进步不仅提高了机器人的功能,也赋予了它们更多的人性化特质。机器人正逐渐走向“柔软”。

壁虎的秘密

自公元前4世纪以来,科学家就对壁虎的攀爬能力感到困惑。经过研究发现,壁虎每只脚上都分布着数百万根细毛,这些细毛不仅可以插入最平滑的表面,还能通过大小和形状增加粘附力。因此,壁虎能在光滑的玻璃表面高速攀爬,并能稳稳地悬挂在墙壁或天花板上。

壁虎的这项“绝技”启发了科学家们设计更灵活、低风险、多功能的软体机器人。这场科技与生活的互动故事由此展开。

软体机器人的诞生与发展

1989年,日本冈山大学的软体机器人实验室制造了早期的软体机器人——小型柔性机械手。这款机械手由硅胶材料制成,利用气体压缩原理驱动,具备七个自由度,类似于人手的动作,能够抓取易碎物品。

2007年,美国国防部高级研究计划局(DARPA)研发了ChemBot,这是一种超弹性表面皮肤的化学机器人。通过填充皮肤内的小室,可以改变ChemBot的整体形状,使其能够进入人类无法到达的狭小空间,执行任务。

2011年,美国哈佛大学的研究团队受乌贼、海星等无脊椎动物的启发,设计了一种四足的软体机器人,这种机器人能够在狭窄的空间中移动,既能精确抓取形状各异的物体,又不会损坏被抓取的物体。

2014年,哈佛大学再次推出了一款仿海星的软体机器人,该机器人由高弹性硅胶材料制成,采用电动空气压缩机提供动力,可以在多种恶劣环境中运行,表现出色。

与此同时,中国也在软体机器人领域取得了进展。2015年,北京航空航天大学成立了“仿生软体机器人实验室”,致力于软体机器人的研究。2016年,美国哈佛大学的Wehner团队开发了全软体机器人Octobot,这是第一个真正的全软体机器人,标志着软体机器人领域的重大突破。

软体机器人的广泛应用

2018年,美国哈佛大学的Connor Walsh教授开发了一款可穿戴的康复软体机器人,旨在帮助行动不便的人士进行康复训练或作为辅助设备长期穿戴。同年,中国中央电视台10频道播出了《创新一线——中国软体机器人》专题,详细介绍了包括仿生䲟鱼软体吸盘机器人在内的多个项目。

软体机器人产业迅速发展,主要制造商包括Cyberdyne、Soft Robotics、RightHand Robotics、Parker Hannifin、SRT北京软体机器人等。2019年,全球前十大软体机器人厂商占据了49%的市场份额,其中Cyberdyne占据最大份额,为9.61%。

软体机器人的未来

2020年,浙江大学航空航天学院李铁风教授团队联合之江实验室,成功研发了一款可在马里亚纳海沟自主游动的软体机器人,这是软体机器人在极端环境下的重大突破。这款机器人无需耐压外壳,通过自身压力适应机制,实现了在深海中的自主游动。

软体机器人以其柔软的机体,能够更好地与人类和自然界互动。在自然灾害、复杂地形等情况下,软体机器人可以发挥其独特优势,执行勘探、救援、侦查等任务。在医疗领域,软体机器人也有广阔的应用前景,如帮助肌肉或神经受损的患者进行康复训练,以及在微创手术中提供支持。

从“爱德华”到“大白”,软体机器人不仅展现了科技与情感的融合,更预示着机器人技术的新纪元。未来,软体机器人将在更多领域发挥作用,为人类带来更多的便利和可能性。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 王诗
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