智趣|小章魚機器人—SOFT的外表,SMAR的心
2020-11-24 易車網
編譯|AutoR智駕 趙依然
編輯| 李明陽
印象中機器人都是冷冷的機器，從內到外看不都一點柔軟的樣子。近日哈佛大學的研究人員採取了不同以往的方法，他們獨闢蹊徑，製造出了世界上第一個完全軟體的且自我驅動的機器人——「小章魚」。
「小章魚」是由矽凝膠製作而成，由於用的是軟質材料可以靈活變換形狀，內部沒有常規的電路系統，動力來自觸角部位的「觸角室」的化學反應。
也就是說，該機器人是不用電池來進行驅動的，是通過過氧化氫燃料源在鉑催化劑的作用下反應生成氧氣，以氣動方式驅動手臂運動
這樣做的前提條件是要把提前寫好的程序編入到小章魚的體內，在小章魚的體內存在一個可以儲存數據的晶片。
由於現階段技術還沒有完全成熟，觸角動作還不是很完美，不能帶動「小章魚」漫遊前行。只能停在原地，進行原地的康康舞。
舞蹈進行的過程中是需要依賴其內部的氣動系統運作，這個氣動系統是「小章魚」的核心技術。
哈佛研究人員因此在期刊《自然》中寫道，這一系統標誌著軟體機器人的重大進步。
發明這個「小章魚」的目的是為了配合人類完成一些複雜的任務，研究人員希望將來軟體機器人能夠幫助醫生處理棘手的外科手術，或者穿過層層障礙，輔助搜救工作的進行。
像這樣的實戰任務，若還需要機器人與人類之間的互動，傳統堅硬的機器人根本不可能完成這樣的任務。這些機器人更適合在重複、有組織的工廠環節下工作。
Truby稱，「人們感到很興奮，他們可以在人際界面看到軟體機器人。」
「小章魚」柔軟的身體是由不同種類的矽凝膠製成，並運用模製和3D列印技術合成形狀。
Truby及其夥伴過去花費幾年時間不斷完善設計，在這之後要做的是向機器人注入動力。他們便可觀察其運行情況。
Truby稱，「我們當時花了一定的時間準備所有的部件，並且花了幾個月的時間將這些部件組合在一起。」
這個過程經過了多次的迭代和調節，直到我們可以將所有部件拿出烘箱，配備動力，『小章魚』開始運作為止。」
值得注意的是電路板在其中起交換動作，因此一次性將氣體填滿四條觸角。
Truby稱，章魚機器人抬起四隻腳，放下四隻腳，然後開始交換動作。這雖然是一個很簡單的動作，卻是很重要的進步。
「現在它能夠來回拍打觸角，但是如果能創造出能感知何時與環境互動的軟體機器人就好了。這種機器人會具有更複雜的自動功能模式。」
那麼，為什麼要將機器人做成章魚狀呢？很明顯是為了讚美章魚。章魚沒有骨架但是很強壯，能夠應對各種動作，因此被視為製造軟體機器人通訊設備的巨大模型。
*章魚解剖：在真實的章魚觸手中，一種十字交叉的肌肉結構使得它可以移動。當縱向肌肉收縮時，觸手會變得更短且更胖；當橫向肌肉收縮時，手臂會變得更長和更瘦。
「章魚本身不會靠拍打觸角移動，也不會有燃料電池給它供能。」Truby解釋道，「我們不是非要從章魚身上得到靈感，而是考慮到這是我們首次展示全軟體機器人，需要藉助章魚的形象。」
目前研究人員都忽略了一件事，就是把這些部件組裝在一起。但這並不會影響「小章魚」人們對它的重視程度，Rossiter教授稱，「小章魚」將成為業內人士研究的跳板。
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