新型軟體機器人向多段式機器人轉變,為滿足人類多方面生理需求

2020-10-18 說一些

機器人的誕生就是為了服務人類,我一度認為機器人會是以人類或者動物的形態出場,但是今天我不得不說我錯了,我的認知有些淺薄,因為機器可以使仿生的,但不一定會去模仿人類或者動物的外表。

我在3月18日晚間的時候看了幾篇論文,裡面有一篇關於機器人,主要是在寫他們團隊研發了一款最新型的機器人,以及這款機器人的應用前景、突出功能等,我本來以為這篇論文和以前看的一樣沒有什麼吸引點,不過我錯了,我對這篇論文的輕視讓我覺得自己還是不夠成熟、穩重。

這款機器人是由史丹福大學機械工程專業的研究生發明的,形狀類似於「三角形狀的蛇」,不要吃驚,當然它並非是蛇。它的軟體結構是採用充氣式材料和截斷式單個機器所組成,可以根據內部結構的單個操作性來控制整體機器人的形態。整體形態是我們常見的化學分子式結構圖上的形狀,類似於點與線的三維連接體,由多個機器構成體態還是比較龐大,這一點已經對喜歡機器人的專家來說不怎麼看好。

這種類型的機器人我們基本上都見過,《超能陸戰隊》裡的大白,充氣型的機器人,斯坦福的研究生所研發的就是這種類型的,不過體型出現了一些偏差,就是不知道功能影響不影響了。

人類發明機器就是著重於它的磨損小,耐用的高,成本也低,功能強大,所以為了讓機器人與人類協同工作,並在高度工程化的環境中發揮作用,就要求所設計的機器人必須對人類是安全的、健壯的、可適應各種場景的,並且能夠在各種類型地形中靈活移動。

對於論文中的機器人,是將超能大白與蛇的混合體,換句話說,這款機器人是柔和、舒適、外表相對美觀、充滿美學構造的美、數學結構的邏輯性。對於這類型的機器人我想了一下,上網也查找了一些資料,發現它的應用前景並沒有太廣,它的體型過於龐大,失去了最初的設計理念。

採用最適合的機器構造理念,本應該造出與理念相符合的小型機器人,但最後成品卻是體型過於龐大,導致部分效果失損。氣囊的設計理念,應該符合工作類型的需求,但是這款機器人的氣囊外表過於臃腫,失去機器的骨幹美學。

如果說這款機器人有不足,那是肯定的,但技術方面是將機器人行業最先進的設計理念、技術基本上都用上了。面向人類自身需求:採用柔和式外表(氣囊)以最大程度貼合人類表皮,並且在人類神經反應中獲得比較好的情緒表現。可以在接觸人類時,避免不可抗拒的傷害,降低風險程度。功能方面:等周機器人是軟機器人(soft robots)、桁架機器人(truss robots)和群體機器人(collective robots)這三類機器人的派生物。軟機器人是輕量級、順應性強的機器人,桁架機器人具有可以改變形狀的幾何形態,而群體機器人則是可以協同工作的小型機器人,研究利用了三種機器人的優勢,並且繞過了每種機器人的缺點。

據我了解,軟體機器人需要一個著力點(也就是固定點)用來保障機器人的平穩運行和防止位置偏移等,按照實際需求,只有在特定的環境下需要,機械臂之類的和女性用品,對於其他行業來說需求幾乎少之又少,所以發明有些雞肋了。

運動理念基本與蛇的運動基本相似,蛇是通過肌肉帶動整體行為前行。

第二種是履帶式運動,蛇沒有胸骨,它的肋骨可以前後自由移動,肋骨與腹鱗之間有肋皮肌相連。當肋皮肌收縮時,肋骨便向前移動,這就帶動寬大的腹鱗依次豎立,即稍稍翹起,翹起的腹鱗就像踩著地面那樣,但這時只是腹鱗動而蛇身沒有動,接著肋皮肌放鬆,腹鱗的後緣就施力於粗糙的地面,靠反作用把蛇體推向前方,這種運動方式產生的效果是使蛇身直線向前爬行,就像坦克那樣。

第三種方式是伸縮運動,蛇身前部抬起,盡力前伸,接觸到支持的物體時,蛇身後部即跟著縮向前去,然後再抬起身體前部向前伸,得到支持物,後部再縮向前去,這樣交替伸縮,蛇就能不斷地向前爬行。在地面爬行比較緩慢的蛇,如鉛色水蛇等,在受到驚動時,蛇身會很快地連續伸縮,加快爬行的速度,給人以跳躍的感覺。

蛇的第二種履帶式運動,是機器人的運動模型原理,機器人的氣囊外表模擬蛇的腹鱗、內部截斷式單個機器人模擬蛇的肋骨,通過與地面接觸,按照履帶式推動前行,由部分機器接觸地面提供反向推力,將機器人往前推進。充分結合了蛇的兩種運動方式。

從了解的情況來看,體積的減小會將運用方面推廣,在地震、房屋坍塌人員被淹沒的情況下,可以利用其小的機械身材進入狹小地縫中,以感知地下掩埋人員位置,且利用氣囊加固周圍坍塌體,並為掩埋這提供氧氣。

這種機器人整體來看還是不錯的,可推廣性強,對人類工作幫助還是有需求的。

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