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最近幾年，機(jī)器人發(fā)展迅速。它們以多得驚人的形式，出現(xiàn)在各種場合。有的能像人類一樣行走，像四足動物一樣爬行，像蛇一樣游走，像昆蟲一樣協(xié)調(diào)自如。
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5 V. P4 k# x& f5 ]% X6 L( I 像昆蟲一樣協(xié)調(diào)自如的HEXA 進(jìn)化賦予了動物不同的造型和特點(diǎn)，以幫助它們占領(lǐng)陸地、海洋和天空。大自然的這些設(shè)計(jì)，成為了機(jī)器人工程師的靈感來源?，F(xiàn)在，就讓我們踏上現(xiàn)代機(jī)器人工業(yè)的基石，來一次“仿生之旅”吧。
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足以以假亂真的fembot 我保證，它們都不會咬你的！ - u, i* {9 S: i' @# j
蛇蛇機(jī)器人
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6 p+ B4 ]( X% o% ]( P+ Y 首先登場的是蛇蛇機(jī)器人，這些機(jī)器人基本上是由約16個單獨(dú)的電機(jī)和驅(qū)動機(jī)組成的。通過改變各個關(guān)節(jié)，我們可以調(diào)整它的三維形狀，讓它蜿蜒卷曲等等。這個機(jī)器人顯然在“蛇行”，但研究者們并沒有去復(fù)制蛇的骨頭和肌肉，這毫無必要，他們從一開始就只想復(fù)刻它的靈活性。 蛇蛇機(jī)器人可以像蛇一樣攀緣或鉆入狹窄空間。更特別的是，它還可以做到真蛇也做不到的事，比如這樣： m# W" q* }4 p' }. D0 U) D( h
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Salto ![]()
& [3 J3 j* w9 ^- ~( \! s 蛇蛇機(jī)器人短期內(nèi)還沒法跳起來，而這一位Salto則擅長彈跳。它模仿的是嬰猴這種小動物。嬰猴在起跳前會處于蹲伏狀態(tài)，這個姿勢可以儲存很大的能量，再在一瞬間內(nèi)釋放。 1 Y8 j- I& E5 c/ K7 C& u" W
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嬰猴 Salto這個“獨(dú)腿俠”可以像嬰猴一樣彈跳。但這只是起跳而已，在物體間彈跳更是一個挑戰(zhàn)。Salto在空中的朝向由它的當(dāng)前位置、速度目標(biāo)位置和目標(biāo)速度來控制，它只需要選擇落地的方向，探測與物體的接觸，然后施加短促的力量讓自己彈起來。
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機(jī)器蝙蝠
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- ] b. `! P" W$ H! M- r' ?" @ 加州理工大學(xué)的研究者們發(fā)明了一種機(jī)器蝙蝠，它有碳纖維骨骼和硅酮翅膀。機(jī)器蝙蝠又是一例科學(xué)家無需嚴(yán)格模仿動物的例子。這些翅膀的關(guān)節(jié)數(shù)量是9，而不是蝙蝠翅膀的40。自然選擇花了幾千年塑造蝙蝠，但是機(jī)器人學(xué)家直接取經(jīng)，還做了簡化。 6 z# i# D+ g6 l. E$ G; e( N
DyRET ![]()
4 U p! @7 ]9 `1 M; H1 Y 除了模仿動物，機(jī)器人設(shè)計(jì)還可以直接取經(jīng)于進(jìn)化。例如DyRET，它可以像嬰兒一樣，在摔跤中學(xué)習(xí)走路。它會嘗試不同的姿態(tài)，然后選擇在特定環(huán)境下最好的一種。在雪地中，它可以自動降低重心提高穩(wěn)定性，就像自然界的動物一樣。就這樣，它適應(yīng)了環(huán)境。 8 I) G7 o. U+ \( C) X
微型機(jī)器人 ![]()
2 f) E, i- A1 l& a8 P 微型機(jī)器人可以搭建復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 機(jī)器人還能模仿集群行為，螞蟻就是其中一例。螞蟻擅長兩件事：毀掉你的野餐以及合作建窩。微型機(jī)器人能像螞蟻一樣，它們有些運(yùn)膠、有些搭梁，最終建造出驚人的結(jié)構(gòu)。利用這些微型機(jī)器人，我們可以制造專門用于抓取和移動的零件，例如電阻器和LED的機(jī)器人，這意味著微型機(jī)器人可以合作搭建出比3D打印更堅(jiān)固的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 ( @" j* F2 [% L# i% I9 G
MicroTug ![]()
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斯坦福的MicroTug的移動方式更有條理。受壁虎腳底的吸附性啟發(fā)，這個小家伙可以奇跡般地提起相當(dāng)于自身體重2000倍的重物，這就像是人提起13.6噸重的物體。秘密武器就是橡膠微毛，它讓機(jī)器人牽拉重物時能牢牢吸附在地。通過協(xié)同運(yùn)作，它們甚至能拉動汽車。 # G% h- r8 z7 {' ~* m6 [! W6 B& l
機(jī)器魚 ![]()
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仿生學(xué)還可以幫助科學(xué)家更好地理解和保護(hù)動物，比如這條來自MIT的機(jī)器魚。它通過往尾巴兩側(cè)泵水來游動，其控制信號并不是無線電波，而是聲波。這個機(jī)器人某天將會無需人類控制，自行在珊瑚礁內(nèi)穿梭，為科學(xué)家?guī)砬八匆姷囊暯?，來觀察珊瑚生態(tài)系統(tǒng)。
# T* ?* V& G4 f) |7 K! k# W b 向大自然“偷師”，仿生機(jī)器人正在大踏步前進(jìn)，并將走到更遠(yuǎn)的地方。 ) s1 ?$ V" G t0 O( h) W$ w! S# y, O
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發(fā)表于 2018-8-1 16:05:03
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