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神奇折纸制造的机器人力大无比

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【大纪元2017年12月12日讯】(大纪元记者晨曦编译报导)机器人主要被用于从事危险的、肮脏的或重复性的工作,通常就像个又大又硬的金属怪兽。但问题是,在某些场合,我们同样需要举止轻柔的机器人。现在,拥有可成形结构的柔软机器人能做一些简单的手工劳动,比如把鸡蛋放入箱子里,但机器人专家的目标却不仅限于此,他们已在着手开发能够生长、自行修理甚至于自行复制的柔软机器人。

人们以前的目标是制造出模仿有机组织的机器人,能够在某个环境中进行方位导航并到达目的地。传统的机器人制造在近年取得了巨大进展,甚至会做后空翻,但柔软机器人的开发还处于起步阶段。

科学家们刚开始对不同的材料和设计进行实验,还不确定使用何种工具、如何制造柔软机器人,在这方面没有先例。设计者们需要考虑许多因素,比如材料的成本、可伸缩性、力量、速度及动作效率。柔软机器人尽管更加敏捷灵活,却可能会失去力量和耐用性,所以最具挑战的是人造肌肉或致动器的开发。

近日,来自麻省理工学院(MIT)计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和哈佛大学威斯研究所的机器人学家们公布了一项重大突破:一种造价低廉、却能提起数倍于其体重重量的柔软机器人。该研究成果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

出人意料的是,这项尖端科技很大程度上借用了两个世纪前的一种艺术形式:日本折纸艺术。该柔软机器人的内部结构都是折叠状态的,因此大约能够提起相当于其本身体重1,000倍的物体。

研究者之一、MIT的罗丝(Daniela Rus)教授说:“我们没有意料到(在力量上)会有1000倍的增加。这就犹如赋予了这些机器人超能力。”有了这项进展,外加已有的人造肌肉技术,机器人的革新就顺理成章了。该团队认为,人类能够制造出有能力从事任何工作的机器人。

新开发的柔软机器人的内部结构,或曰“骨架”,包含一个金属线圈或折叠成特定模式的塑料,被放置于充当“皮肤”的纺织物或袋子中。袋子里充满了空气或水之类的液体,然后在其内部施加真空压力使人造肌肉运动。由于是由骨架的形状和真空压力驱动的,因此不需要其它人为干预或电源来产生运动。

最令人兴奋的是,人造肌肉本身可被写入程序,亦可扩展。该团队发明的柔软机器人从几毫米长到1米(3英尺)长,造价也非常低廉。制造一个独立的机器人肌肉只需10分钟时间,材料费不足1美元。

这种机器人能够防水,可在户外使用。如果使用可消化材料制作,还可以吃下去,然后它会在合适的时间或有针对性地释放药物。研究者相信,这种技术将来能够用于开发可塑型建筑物、微型外科手术工具、可穿戴机器人外骨骼及进行深海研究或太空探索的设备。

“未来的可能性是无限的,”罗丝说。“但我下一步马上要做的,是用这些肌肉制造一头机器大象,其象鼻就像你看到的真正的象鼻一样灵活有力,并能够像真的象鼻一样从事任何工作。”

该新型机器人拥有不可思议的力量和多功能运动性,尽管重量很轻,一个2.6克(0.09盎司)的柔软机器人可以提起3公斤(6.6磅)重的物体!◇

责任编辑:朱涵儒

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2017-12-13 11:34 AM
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