哈佛大學機器人領域再獻創舉,誕生世界上最小的Delta仿生機器人

2021-01-19 DeepTech深科技

Delta 系列機器人一直以來不僅以速度和精度稱雄,而且有廣闊的應用空間——他們能以比人類更快的速度在工廠中拿取和擺放各種零件。

今日,在哈佛大學 Robert Wood 微機器人實驗室,研究人員 Hayley McClintock 設計出了目前最小的 Delta 機器人,稱為 milliDelta。它是目前移動速度最快、精度最高的機器人。

Delta 系列機器人的速度和精度源於兩個特徵。特徵之一在於,不管其他部件移動多快,機器人的驅動電機是靜止的。大多數機器手的肢體部分都包含有不止一個電機,這令機器手變得很重。而將機器人驅動電機置於底座,就可以解決這個問題,使機器手的運動更加快速和精確。特徵之二在於,Delta 機器人的設計,能保證原件在被放下時,其狀態與被拿起時相同,無需進行進一步調整。

圖丨哈佛研製的 milliDelta 是一臺毫米尺度的仿生機器人,移動速度達 0.45 米/秒,加速度達到 215 米/二次方秒(即每秒增加 215 m/s 的速度)

milliDelta 繼承了這 2 個特徵。該機器人尺寸為 15×15×20 毫米,重 430 毫克,但可以舉起 1.3 克的重物。milliDelta 可以在 7 立方毫米的空間內,以 5 微米的精度運動,最高速度可達 0.45 米每秒,加速度達 215 米/二次方秒,也就是說,milliDelta 每秒可以執行 75 次動作。

milliDelta 採用壓電引擎驅動,碳纖維製成的承重結構和聚醯亞胺薄片製成的活動結構通過單片製造工藝和熱壓整合在一起,然後用雷射切割成形。研究人員稱,新的自動化製造工藝還可以讓生產進一步簡化,品質更有保證。

milliDelta 可以承擔多種任務。快速拿起和擺放任務是不成問題的,這在集成電路的製造方面很有用。此外,其他微製造應用,比如組裝微機器人之類,也沒有問題。一個更有想像力的提議是用 milliDelta 進行顯微手術,因為它的速度和精度已經不輸於經驗豐富的外科醫生,手術風險更小。

1985 年,EPFL 實驗室教授 Raymond Clavel 製造了第一臺用於製造巧克力的 delta 機器人,以下是發明過程的簡要回顧:

圖丨第一臺 Delta 機器人

一名機器人實驗室的助教訪問巧克力製造廠時產生一個點子:為什麼不研發一種能自動包裝巧克力的機器人呢?研究人員很欣賞這個點子。Clavel 教授回憶時表示,一開始,這臺機器人就被定位為快速機器人。團隊的第一個點子是使用液壓引擎,因為功率較大。然而巧克力沒多重,因此液壓引擎沒有什麼優勢可言——一臺超輕型機器人會更合適。團隊又測試了很多不同設計——Clavel 教授甚至察看過自己妻子的毛衣針,試圖獲得啟發!最終他找到了解決方案:機器人擁有 3 個手臂,使得手掌能以 3 個自由度運動;比較重的引擎被放置在底座中,而不是運動部分。以上兩個特徵提供了難以置信的輕便性和速度,因此一直被沿用至今。

相關焦點

  • 仿生機器人分為哪幾類_仿生機器人研究現狀
    如圖1所示,人類最早進行了陸面仿生機器人的探索,如中國三國時期的木牛流馬以及1893年由Rygg設計的機械馬;其次,進行了空中仿生機器人探索,最早模仿鳥類的飛行進行撲翼飛行器設計,1485年達文西設計的撲翼飛機圖紙是世界上第一個按照技術規程進行的設計;最後,是水下仿生機器人的探索。縱觀仿生機器人發展歷程,到現在為止經歷了三個階段。
  • 仿生科技成為機器人技術發展最快的領域之一
    1.仿人機器人  ·日本本田ASMIO  仿人機器人「ASMIO」是本田技研工業的明星產品。2000年,本田第一次向世界展示了自己的仿人形機器人「ASMIO2000」。其不僅具有人的外觀,還可以事先預測下一個動作並提前改變重心,這一技術使其步行動作連續流暢,被視為第一個具有世界影響力的仿人形機器人。
  • 韓國在軍用仿生機器人領域發力
    原標題:韓國在軍用仿生機器人領域發力 據韓聯社報導,韓國國防部日前宣布將研發軍用仿生機器人,提升防禦與偵察能力,強化武裝部隊。 相關文件顯示,韓國正致力於開發幾款「應用精密技術的軍用仿生機器人」。
  • 仿生機器人的發展
    日本本田公司和大阪大學聯合推出的P2和P9型仿人步行機器人代表了當今世界的最高水平。仿非人生物機器人的研究近二十年來一直是一個非常活躍的領域, 國外很多研究機構和公司在進行這方面的研究和開發。Keisuke Arikawa等研究的TITAN-Ⅷ型四足步行機器人能夠以穩定的方式在不平的地面行走, 可以以非接觸方式繞過地面上的障礙, 能夠向任何方向運動, 同時腿的自由度可以用於工作。以上即是仿生機器人的發展現狀,關於仿生機器人的研究, 美國和日本走在前列,此外加拿大、英國、瑞典、挪威、澳大利亞等國也都在開展這方面的技術研究。
  • 研究大於功效,仿生機器人如何落地應用?
    在電影《機器人瓦力》中,可愛的WALL-E(Waste Allocation Load Lifter Earth Class,地球版垃圾配置承載起重機,中文名瓦力),作為地球上最後一臺垃圾處理機器人,地球上早已不適宜人類生存,瓦利將地球上的垃圾處理成一個個的方塊疊加起來,然後通過電視中殘留的印象感受愛情。
  • 史上最小、速度最快機器人!哈佛出品的 2 釐米「四足小強」來了
    仿生機器人越來越成為機器人領域的一個研究熱點了。2013 年,哈佛大學微型機器人實驗室研究人員仿照「小強」打造了一款看上去有點瘮人的四足微型機器人 HAMR,其重約 3g、長約 5 釐米,體積與現實生活中的蟑螂相似。四足「小強」移動的畫面放慢 20 倍就是這樣的。
  • 2019值得關注的五大國產仿生機器人
    不過,就仿生機器人的具體應用結果來說,每個領域的表現各有優劣。在軍事領域,許多仿生機器人因能耗太大、噪音太強等原因為人詬病,導致其應用價值並不高;而在醫療、救援、看護等特定的垂直化場景中,仿生機器人的表現卻又出乎意料的好,哈佛軟體機器人實驗室研製的人工心臟就是軟體機器人成功落地的典型案例。該機器人的外體為矽膠澆築,內部螺旋狀埋設人工肌肉。
  • 形似而神不似,仿生機器人如何突出重圍?
    中文名瓦力),作為地球上最後一臺垃圾處理機器人,地球上早已不適宜人類生存,瓦利將地球上的垃圾處理成一個個的方塊疊加起來,然後通過電視中殘留的印象感受愛情。仿生機器人發展歷程「形似而神不似」,仿生機器人怎麼了?仿生機器人發展至今,「研究大於功效」是目前所普遍存在的一種情況。
  • Festo作為仿生機器人領域的一個神奇的存在
    打開APP Festo作為仿生機器人領域的一個神奇的存在 李倩 發表於 2018-06-19 15:39:12 Festo作為仿生機器人領域的一個神奇的存在
  • 這些優秀的仿生機器人,有些已經開始應用
    而現在,人類開始進一步對大自然探索,我們需要擁有其他生物的能力,仿生機器人開始越來越多的出現在人類的世界裡,它們像真實的動物一樣,擁有特殊的能力,用於從事人類無法勝任的工作!上周我曾做過一期類人機器人的節目,在節目裡說,類人機器人在工業領域的應用遠不如仿生機器人有優勢,那麼今天,我就帶大家一起無看看這些優秀的仿生機器人。
  • 波士頓動力的「狗」,哈佛大學的「蟑螂」,機器人和動物的那些事
    早在2018年3月,亞馬遜舉辦的MARS大會上,CEO傑夫·貝索斯(Jeff Bezos)現身時,就有一隻Spot霸氣隨行。知名的太陽馬戲團也和波士頓合作,將spot納入其馬戲表演陣容。除了這隻廣受關注的「網紅狗」,最近還有一個機器人被冠上了動物的名字,它就是哈佛大學的「蟑螂機器人」。
  • 這些都是優秀的仿生機器人,有些已經開始應用
    人類從誕生開始對大自然的探索從未停止過,我們需要擁有其他生物的能力,仿生機器人開始越來越多的出現在人類的世界裡,它們像真實的動物一樣,擁有特殊的能力,用於從事人類無法勝任的工作!上周我曾做過一期類人機器人的節目,在節目裡說,類人機器人在工業領域的應用遠不如仿生機器人有優勢,那麼今天,我就帶大家一起無看看這些優秀的仿生機器人。
  • 仿生機器人尚處初級階段,黃金時代的到來亦可期
    因此,仿生機器人已然成為了機器人研究領域的熱點之一。「仿生機器人」是指模仿生物、從事生物特點工作的機器人。仿生機器人相較於其他移動機器人,具有更大的適應性和靈活性,更適合在人類生活、工作的環境中與人類協同作業,或代替人類工作。得益於人機互動、軟體機器人控制、機器人生物行走等新型技術的不斷發展,當前世界範圍內仿生機器人的研究工作已經取得了一定成果。
  • 哈佛大學Wyss研究所,這個神奇組織正在將機器人研究到極致
    《Science》封面的柔性外骨骼其科研單位之一來自哈佛大學Wyss研究所。《Science Robotics》六篇文章中有兩篇的合作單位同樣來自哈佛大學Wyss研究所,這不禁讓我們對這家神奇的科研所產生了濃厚的興趣。
  • 仿生機器人:人類的好夥伴,你想了解它嗎
    相信我們不少人都聽說過仿生機器人,這一產品被稱為我們人類的好朋友。那目前它的發展如何呢?  1、仿生機器人是什麼?  仿生機器人是模仿生物特點,從事生物工作的機器人。它們可以彌補年輕勞動力的嚴重不足,解決部分人口老齡化問題和醫療問題。
  • 日本仿生機器人真先進,中國現在處於什麼階段
    說到機器人,現在很多科幻片都有機器人的身影,隨著人類技術的發展機器人越來越智能化,可以替代很多重複枯燥的工作。在工業,農業,軍事都有機器人的身影。那現在機器人已經發展到什麼地步了呢。中國在這個未來領域處於什麼階段。
  • 從章魚得到靈感製作的仿生機器人手臂,可抓取活螃蟹!
    在章魚的所有酷事物中,它們的手臂可能是最酷的,這也成為許多仿生手臂團隊研究的對象。最早德國工業自動化公司Festo提出了仿生夾具,該公司的重點領域包括氣動,伺服氣動和電氣自動化技術,仿生抓手無疑在技術媒體中引起了人們的注意。
  • 15位學界、業界大咖深度解讀仿生機器人及機器人應用丨CCF-GAIR 2018
    雷鋒網按:2018 全球人工智慧與機器人峰會(CCF-GAIR)在深圳召開,峰會由中國計算機學會(CCF)主辦,雷鋒網、香港中文大學(深圳)承辦,得到了寶安區政府的大力指導,是國內人工智慧和機器人學術界、工業界及投資界三大領域的頂級交流盛會,旨在打造國內人工智慧領域最具實力的跨界交流合作平臺。
  • 可「搭便車」的仿生機器鮣魚誕生 用於海洋研究
    近幾年來,海底AI革命的火熱爆發促使國內外出現各式各樣的水下仿生機器人,它們在海洋世界裡各顯神通。著名紀錄片《動物世界》曾拍攝到一種海洋生物——被稱為「吸盤魚」的鮣魚,它憑藉嘴部的吸盤可吸附在鯨類、鯊魚和海龜的腹部,即使宿主快速遊動,鮣魚還是能牢牢地附著而不脫落。
  • 魷魚機器人靠噴水前進,北航與瑞士聯邦理工研發仿生機器人
    的兩篇仿生機器人論文引起了外媒的注意, IEEE Spectrum對這兩種機器人做出了詳細介紹。智東西7月1日消息,據IEEE Spectrum報導,近日,在機器人技術領域最有影響力的ICRA國際會議上,兩篇仿生機器人論文引起了廣泛關注。論文中提到的魷魚機器人和扇貝機器人分別使用噴氣和噴水的方式獲得動力,徹底擺脫了電力,用更環保的方式為機器人提供動能。