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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(chǎng)合。有的能像人類一樣行走，像四足動(dòng)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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像昆蟲一樣協(xié)調(diào)自如的HEXA 進(jìn)化賦予了動(dòng)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(lái)源?，F(xiàn)在，就讓我們踏上現(xiàn)代機(jī)器人工業(yè)的基石，來(lái)一次“仿生之旅”吧。 $ K& Q5 @2 l3 U% C% E3 c: L
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" W; ~7 G! N$ D9 X 足以以假亂真的fembot 我保證，它們都不會(huì)咬你的！
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蛇蛇機(jī)器人 ) |0 D" ^3 k; S( {$ g, ?
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首先登場(chǎng)的是蛇蛇機(jī)器人，這些機(jī)器人基本上是由約16個(gè)單獨(dú)的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)組成的。通過(guò)改變各個(gè)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(gè)機(jī)器人顯然在“蛇行”，但研究者們并沒(méi)有去復(fù)制蛇的骨頭和肌肉，這毫無(wú)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： ; R. U9 c/ F! }
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Salto ![]() ' r, ~3 x# J w
蛇蛇機(jī)器人短期內(nèi)還沒(méi)法跳起來(lái)，而這一位Salto則擅長(zhǎng)彈跳。它模仿的是嬰猴這種小動(dòng)物。嬰猴在起跳前會(huì)處于蹲伏狀態(tài)，這個(gè)姿勢(shì)可以儲(chǔ)存很大的能量，再在一瞬間內(nèi)釋放。
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嬰猴 Salto這個(gè)“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(gè)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(lái)控制，它只需要選擇落地的方向，探測(cè)與物體的接觸，然后施加短促的力量讓自己彈起來(lái)。 ) V% |7 |5 W1 ?3 ]7 ?
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機(jī)器蝙蝠 |. j5 u$ g, n. R( `
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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(wú)需嚴(yán)格模仿動(dòng)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(jiǎn)化。
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DyRET ![]() , _5 ^! p1 |3 N" }/ d" m: j
除了模仿動(dòng)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(huì)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(dòng)降低重心提高穩(wěn)定性，就像自然界的動(dòng)物一樣。就這樣，它適應(yīng)了環(huán)境。
! @9 c- e1 G" p0 `5 \2 p 微型機(jī)器人 ![]()
3 x, d2 W- Y/ p' U I 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(zhǎng)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(dòng)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)。 , v, ~/ X2 T7 \6 K( H3 S
MicroTug ![]()
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斯坦福的MicroTug的移動(dòng)方式更有條理。受壁虎腳底的吸附性啟發(fā)，這個(gè)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(shí)能牢牢吸附在地。通過(guò)協(xié)同運(yùn)作，它們甚至能拉動(dòng)汽車。 ( A. M* i/ H" H* O$ W
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(dòng)物，比如這條來(lái)自MIT的機(jī)器魚。它通過(guò)往尾巴兩側(cè)泵水來(lái)游動(dòng)，其控制信號(hào)并不是無(wú)線電波，而是聲波。這個(gè)機(jī)器人某天將會(huì)無(wú)需人類控制，自行在珊瑚礁內(nèi)穿梭，為科學(xué)家?guī)?lái)前所未見的視角，來(lái)觀察珊瑚生態(tài)系統(tǒng)。 ' [, M* L# f, H1 A8 W Y
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。 . U" V' R4 U# E5 R6 T. T3 F
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發(fā)表于 2018-8-1 16:05:03
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