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最近幾年，機器人發(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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7 I: \; z* I( R/ ] 像昆蟲一樣協(xié)調(diào)自如的HEXA 進化賦予了動物不同的造型和特點，以幫助它們占領(lǐng)陸地、海洋和天空。大自然的這些設(shè)計，成為了機器人工程師的靈感來源?，F(xiàn)在，就讓我們踏上現(xiàn)代機器人工業(yè)的基石，來一次“仿生之旅”吧。 % X' `9 Y9 D' p0 t: C2 v
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) R+ i1 q/ J# l/ t& p( A 足以以假亂真的fembot 我保證，它們都不會咬你的！ 3 s% S. }% p3 ^2 ?
蛇蛇機器人
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. v1 r4 X% e0 {1 k' v! s: x 首先登場的是蛇蛇機器人，這些機器人基本上是由約16個單獨的電機和驅(qū)動機組成的。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： ' w3 e& a X) S# o q
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Salto ![]()
0 g3 K: J: W- k6 J" l. G 蛇蛇機器人短期內(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。 5 j! W0 d" I1 m
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嬰猴 Salto這個“獨腿俠”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前位置、速度目標位置和目標速度來控制，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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機器蝙蝠 ~) j+ l1 m; E$ t' {3 L
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加州理工大學的研究者們發(fā)明了一種機器蝙蝠，它有碳纖維骨骼和硅酮翅膀。機器蝙蝠又是一例科學家無需嚴格模仿動物的例子。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，但是機器人學家直接取經(jīng)，還做了簡化。
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DyRET ![]() 3 A" \0 N# x1 f* g. |8 {2 B1 t
除了模仿動物，機器人設(shè)計還可以直接取經(jīng)于進化。例如DyRET，它可以像嬰兒一樣，在摔跤中學習走路。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。
$ e9 j8 p5 t" H 微型機器人 ![]() ' }5 T9 ^% c! e2 ^; i9 W1 `6 z- e
微型機器人可以搭建復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 機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。微型機器人能像螞蟻一樣，它們有些運膠、有些搭梁，最終建造出驚人的結(jié)構(gòu)。利用這些微型機器人，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的機器人，這意味著微型機器人可以合作搭建出比3D打印更堅固的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
6 {- X( M4 ` j* F. n( h% H: i. } MicroTug ![]() 5 ~' {" }) D' a' R0 r
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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，它讓機器人牽拉重物時能牢牢吸附在地。通過協(xié)同運作，它們甚至能拉動汽車。 , E- X8 O$ Y- r2 i" L. `$ w' L
機器魚 ![]() $ ?* [8 Y% W7 }; c& H, s
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仿生學還可以幫助科學家更好地理解和保護動物，比如這條來自MIT的機器魚。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，為科學家?guī)砬八匆姷囊暯牵瑏碛^察珊瑚生態(tài)系統(tǒng)。 ) e1 z$ u" t5 f" [7 u8 o2 C5 K6 |
向大自然“偷師”，仿生機器人正在大踏步前進，并將走到更遠的地方。 9 F. A% z' Y H* y; q4 x0 w
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發(fā)表于 2018-8-1 16:05:03
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