機器人:2018的你們歷盡千難萬阻,2018的我們卻在默默前進


機器人:2018的你們歷盡千難萬阻,2018的我們卻在默默前進

導讀 今天,是2019年第一天。剛剛過去的一年,很多人說我們陷入“逢8必災”的魔咒,大企業紛紛裁員、創業公司前路難行、奔波於城市之間的我們承受著來自各方的壓力…….然而,我們應該相信,每方凍土之下都在孕育新的生命,我們看不到欣欣向榮,只不過是他們沒有找到破土而出的最佳時機。

剛剛過去的一年裡,我們一起分享著機器人的每一次進步。雖然這些循序漸進的前行大多沒有驚世駭俗的表象,但我們有理由相信,科學家手下的機器人都在默默前行,等待衝破最後一層阻礙時的爆發。

今天,我們就帶大家細數一下,2018年的機器人都有哪些進步:

波士頓動力Atlas·人形機器人的進步

都說,機器人的智商和平衡能力遠不如人類,但Atlas在18年的進步讓我們看到,這個階段的它似乎比蹣跚學步的小朋友進步的更快一些。

2018年5月,波士頓動力公佈新視頻,此時的Atlas學會了跑步,小跑在森林中,碰到木樁類的障礙物還可以一躍跳過。

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時隔5個多月,Atlas又學會了三級跳,視頻一出,瞬間席捲了整個科技界的朋友圈。

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仿生機器人界的霸主Festo·更新多款仿生機器人

作為機械和機器人界最清新脫俗的一員,Festo總是極力將自己的機器人做到極致完美,給觀賞者帶來一場視覺盛宴。

2018年,Festo先後更新了3款仿生機器人。

第一款,是模仿世界上最大的蝙蝠狐蝠,製成的蝙蝠機器人—BionicFlyingFox。體長87釐米,臂展228釐米,但體重只有580克。之所以超輕,是因為它的翅膀是由彈性纖維織物組成,織物本身具有彈性,表面是蜂窩結構,無論蝙蝠有多大動作都不用擔心變形,且穩定的幾何結構使面料受到輕微損傷時,裂縫也不會變大能保持繼續飛行。


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第二款是模仿撒哈拉沙漠中的弗拉克弗拉克蜘蛛,製成的蜘蛛機器人—BionicWheelBot。這隻小小的蜘蛛機器人有8條腿,由15個小型電機控制著各個膝關節和身體。還有14個自動鎖定渦輪確保機器人在移動某些腿部時,身體保持靜止和直立。需要蜘蛛機器人快速前進時,它還能隨時隨地進行變身,把自己變成一個圓,翻滾著向前運動。

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第三款是一隻模仿海扁蟲的機器魚—BionicFinWave。它靠兩片柔軟的矽膠(Silicone)代替烏賊肉鰭,產生波浪狀拍打,藉此推動身軀。


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機器人縫紉機·22秒做一件adidasT恤

一件阿迪達斯T恤的成本價僅有33美分!這不是天方夜譚,全部歸因於能夠處理柔軟布料的機器人縫紉機問世。一家名叫SoftWearAutomation的公司,生產出了能處理柔軟布料的機器人Sewbot,這款機器人不需要人力干預,全程自動化便能生產出T恤,而且生產機器人的效率高達22秒一件。

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他們在工作臺上佈置了很多滾輪,通過控制滾輪的轉動方向,來達到快速而平穩的傳輸布料的效果。利用機械臂和真空吸盤,將布料平整的抓起,放到需要的位置。高精度的圖像識別系統,每秒可以捕捉1000多幀圖像,然後通過算法偵測,分析每一幀圖像,精準的找到布料上走線的位置。

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《ScienceRobotics》發佈·東南大學研發可變色心臟芯片

2018年,東南大學生物醫學工程學院生物電子學國家重點實驗室趙遠錦教授課題組在“器官芯片”研究中取得的重要研究成果,該研究成果以“Bioinspired living structural color hydrogels”為題,發表在國際頂級期刊《Science Robotics》(科學-機器人)雜誌上,這也是中國學者獨立完成的首篇《科學》機器人子刊論文。同時,它標誌著世界首創性的、具有微生理可視化功能的“心臟芯片”問世!

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該課題組研發了一種表面具有微槽的水凝膠彈性薄膜,即一種活體結構色材料,這種材料具有果凍質感,並且五光十色,其內部包含一系列微小孔洞狀的結構。當利用微流控技術,將載有活性心肌細胞的培養液注入到覆蓋這種特殊薄膜的“芯片”中後,隨著心肌細胞由於搏動而產生的細胞的伸長和收縮,基底上的反蛋白石結構水凝膠彈性薄膜將經歷相同的體積或形態變化,由於凝膠內部的晶體排列變化,反射光之間的干涉效果也會隨之改變,從而就有了呈現出不同顏色的心肌細胞。

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研究人員稱,它可以幫助研究人員測試實驗性心臟藥物,進而幫助拯救人類的生命。這種“活體”結構色水凝膠材料也為構建具有自反饋功能的動態機器人等智能器件奠定了基礎。

《ScienceRobotics》發佈·機器人3年學會合作製作椅子

如此精密的機器人想要合作,看起來非常簡單,實則很難。

早在2015年,南洋理工大學的Francisco Suárez-Ruiz 和 Quang-Cuong Pham教授。搭建了一個包括兩隻手臂的機器人,配備了六軸方向操作、手臂前端抓取物品的鉗子、以及六個視角的攝像鏡頭的平臺。雖然當時攝像鏡頭已經能將組裝時的誤差減少至 3 mm 以內,但單單一個插入木樁的精準動作就讓這臺機器耗時了一分鐘以上,試了第三次才終於成功插入,有媒體形容這臺機器的行為看起來就像一個喝醉的人在組裝椅子一樣的詼諧。

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經過三年的訓練,目前這兩個機器人可以識別隨機分佈的椅子部件,並完成相應的組裝。但即使是這樣,這種組裝也並不是完全可靠的,在試驗的過程中,還會出現很多失誤,比如銷子插錯位置、用力過猛一步小心把椅子掰壞等等。

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哈佛大學·打造水陸兩棲微型機器人

微型機器人,由於其體型微小,在自然界中會受到其他機器人不曾遭遇過的阻力,比如水的表面張力,這一年,哈佛大學致力於將其一款明星產品,突破了水的表面張力的影響。

HAMR機器人於2009年立項,當時哈佛大學微型機器人實驗室設計出一款和蟑螂一樣同樣是6足的微型仿生機器人,但當時這款機器人只能以5cm/s的速度向前爬行。2013年,微型機器人團隊完全重新設計了HAMR,採用了與RoboBee同樣的pop-up製造技術,此時的HAMR看上去高大上了很多,並且實現了30-40cm/s的速度。

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2018年,在陳宇峰博士的探索下,使HAMR具備水陸兩棲,並自由轉換的能力。通過機器人加上了四個腳墊以及足底的翼筋。HAMR不僅能夠突破水的表面張力沉入水底,還能在水面上滑行。

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日本東京大學·帶翅膀的雙足機器人

雙足行走太困難,如果給它加上翅膀是不是會簡單一點?

2018年,日本東京大學的研究團隊近日公佈的一款能“翩翩起舞”的機器人Aerial-Biped,是一個結合了四軸飛行器結構的雙足機器人。

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Aerial-Biped機器人的設計者Azumi Maekawa認為現有的雙足機器人存在很多問題,諸如走的慢、邁步子費力、還容易摔倒,所以他希望通過這種複合結構來解決這些問題。畢竟如果機器人的重力被平衡,就不必擔心機器人會摔倒。當機器人與地面接觸時腳的速度為零時,就可以模擬這種看似正常的步態,這也是實現這種步伐的關鍵要素之一。

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中國科學技術大學聯合多所大學·液態金屬機器人

2018年,中國科學技術大學精密機械與精密儀器系張世武副教授研究團隊、澳大利亞伍倫貢大學李衛華教授研究團隊和蘇州大學機器人與微系統中心李相鵬副教授研究團隊組成的聯合研究組就為我們帶來了好消息,一款基於鎵基室溫液態金屬的新型機器人驅動器,讓首個液態金屬驅動的功能性輪式移動機器人出現在了世人的眼前。

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這款機器人的研究人員巧妙地將液態金屬驅動與變重心機構結合在一起,他們構造了一個具有超疏水錶面極輕的半封閉輪式結構,裡面有液態金屬(LM)液滴和電解液,這種封閉系統被用作驅動模塊的核心,使機器人能夠在液體環境外進行運動。由一對電極控制的LM液滴為該驅動模塊供電。當向電極施加電壓時,所控制的LM液滴在電解液內被驅動,輪式機器人內部的重心被改變,從而產生滾動扭矩並以穩定的速度引起連續的運動。

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《Science》發佈·日本真肌肉機械手

2018年,日本東京大學等研究團隊在Science和ScienceRobotics等期刊上發佈成果稱,他們使用人工培育的肌肉組織和樹脂骨骼研發出了一個小型“生物合成機器人”。對這個融合了生物組織的機器人施以電刺激,它能夠像人的手指一樣活動。

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擁有這種“骨骼肌肉組織”的“生物合成機器人”是生物機器人領域的一個新突破,不僅因為它使用了功能齊全的骨骼肌肉組織,還因為它比以往利用獨立肌肉組織進行收縮運動的構造更為耐久,克服了獨立肌肉組織容易僵硬的缺點,關節部位的活動範圍也更大!

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試驗中所使用的組織不是來自於生物體提取,而是來自實驗室的培育。換句話說,是從零開始培育肌肉、而不是摘取在動物體內長出的肌肉。研究人員通過含實驗鼠骨骼肌細胞的溶液製作出長方形的肌肉薄片,在十天時間裡,肌肉會在骨骼上慢慢生長,再疊加薄片培育出長約8毫米的肌肉組織。再將肌肉組織安裝在手指形的樹脂骨骼兩面,製成了這個全長近3釐米的手指機器人。這些肌肉纖維能在10毫牛的力量下收縮。

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2018,機器人領域還有很多進步,無論是產業還是科研領域,不懼怕失敗的前行才配擁有成功。2018已然成為過去,2019期待看到更多收穫。


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