哈佛有隻」精靈球「,唯有它能溫柔收放深海的軟體精靈 |Science Robotics

2021-02-22 量子位
幾何慄 發自 凹非寺 
量子位 出品 | 公眾號 QbitAI 「我的家,在海洋」

唯有溫柔的精靈球,才能收住軟體精靈。



這美如晶體的五角星,其實是一隻溫柔的機器人

可以平和地抓起一隻水母,把它握在掌心。

也能平和地放開手。一張一合,水母毫髮無傷。



乍聽之下,並非驚人之舉?且容在下稍作解釋。

研究海洋生物的科學家們,期待這一天已經很久了。

他們愛這神秘的深海,也不希望傷害它柔軟的居民。



可是,在研究人員捕捉研究對象的過程中,軟體動物常常被人類的工具,

而哈佛大學3D列印的機械手,能把軟體動物平安地吸收,也能原樣還給大海,並不簡單。



 這比喻果然有點恰當

介紹一下,哈佛「精靈球」是登上了Science Robotics的選手。

優雅的幾何

精靈球的名字叫RAD取樣器,三個字母代表旋轉驅動十二面體

這樣的結構,是受到了摺紙的啟發。

展開的時候,像顆星星,寬度有20英寸 (約50公分) 。

收起的時候,它就變成了正十二面體,寬度是8英寸 (約20公分) ,比保齡球稍小一點。



RAD的D,就代表十二面體

由於結構複雜,在3D列印之後,人類還要手動組裝許久,才能獲得一隻完整的取樣器。

組裝完成後,機器人所有的動作,都由一臺電機驅動。電機向中心部位施加一個扭矩,整隻機械手都會運轉起來,這對結構設計要求很高。



那麼,研究人員怎麼會想到,把「輕柔地抓放」任務交給這樣的結構?

深海之嬌子

當時,羅德島大學的助理教授Brennan Phillips,還在哈佛讀博。

有一天,他看到 (同樣研究微型機器人的) Zhi Ern Teoh同學,在顯微鏡下展示一個多面體紙模,就問那結構能不能做大,能不能用來捕捉海洋生物。



Zhi Ern Teoh

討論的結果,可以是可以,但從微型機器人,到捕捉深海動物的、大一些的機器人,還是有很多需要注意的事情。比如——

修起來要方便,不能用太多電機,要能承受深海的水壓,最重要的是對動物溫柔。

後來,陸續有小夥伴加入他們。再後來,有了我們今天看到的精靈球。



 644米深處,水母無恙

它已經在加州下了海,最遠到過664米深的地方,一直收放自如。

不過,這並不是它的極限。團隊說,機器人能接受的深度,超過1000米

而到目前為止,200米幾乎是海洋生物研究人員,探索過的極限深度了。



 563米深處,安然的魷魚

學界估計,200米以下的深海,生活著大約100萬種未知生物。為今後神秘的旅途,替精靈球激動一秒。

可是,它只有「抓放」這麼簡約的技能麼?

水下實驗室

團隊成員David Gruber說,以後可能把精靈球做成一個水下實驗室



 一隻3D Miku,並非正確示範

給機器人搭載攝像頭和其他設備,就可以從各個角度拍攝影像,建起動物的3D模型,還可以提取它們的DNA,收集環境變化時的生理反應

雖然這些還只是理想,但哈佛探尋深海的計劃,似乎還是穩的。



你看,這是「軟彈彈的手指 (Squishy Fingers) 」,擁有輕取珊瑚的操作。

這些手指和精靈球一樣,出生在哈佛Wyss研究所,那裡的人類要接受生物學的啟迪,然後做出工程領域的突破。

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http://robotics.sciencemag.org/content/3/20/eaat5276

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