大開腦洞！來看看你想不到的奇葩機器人

機器人 · 發表 2018-10-05 08:26:45

摘要：（本文由騰訊新聞、機器人大講堂共同出品，作者系機器人大講堂徐佳麗吳雨鋒，騰訊新聞獨家首發，未經授權，不得轉載）在科技大爆炸的當下，機器人已經成為時代的焦點之一。但是在絕大多數人的眼中機器人一直都是一副機械呆滯的樣子，今天小編盤點了一系列的奇葩機器人希望能給大家帶來不一樣的體驗~~ ...

（本文由騰訊新聞、機器人大講堂共同出品，作者系機器人大講堂徐佳麗吳雨鋒，騰訊新聞獨家首發，未經授權，不得轉載）

在科技大爆炸的當下，機器人已經成為時代的焦點之一。但是在絕大多數人的眼中機器人一直都是一副機械呆滯的樣子，今天小編盤點了一系列的奇葩機器人希望能給大家帶來不一樣的體驗~~

輪式、履帶VS腿足機器人

腿足機器人簡單的來說就是通過類似於有腿動物的腿部結構來驅動的機器人。主要分為單足、雙足和多足，其中，雙足機器人的研究是最多的。

相比較於傳統的輪式和履帶式機器人，腿足機器人由於高昂成本、技術的不完善、資本的觀望以及市場的緩慢增長，一直難以實現商業化。

然而，有一家公司打破了這種魔咒，那就是Cassie的研發公司Agility Robotics。Cassie這個傢伙真是不愧於腿式機器人的稱號——完全就只是兩條腿。

Cassie的研發團隊有著十年的科研背景，他們致力於瞭解動物形態學和運動行為的基本原理，以設計出節能雙足系統。藉助強大的科技基礎，Cassie走起路來特別輕盈，就像是一隻在公園裡閒庭信步的鴕鳥。

但是僅僅是兩條腿那怎麼能夠？我們當然需要一個至少長得像人的腿式機器人，要是能上天就更好了！科學就是這樣，將人們的奇思妙想變為現實。

不久前，迪士尼對外公佈了一個有關其最新研究成果的視訊，一個在空中能完成各種後空翻動作的人形腿足機器人。

咋一看，小編還以為是鋼鐵俠飛出螢幕了！

不過迪士尼團隊並沒有研發一款鋼鐵俠的遠大抱負，只是單純的希望讓這款機器人充當特技演員的職務，代替人類完成一些危險的空中飛人動作。所以除了以帥氣的站姿飛行，直體旋轉神馬的專業體操動作對這款機器人來說也是相當的簡單！

小編看著這長得像人，還能上天的腿足機器人不禁嘖舌。不過要是能夠有人的生理結構，這樣的機器人豈不妙哉。

東京大學的研究人員就研發出了一款名為Kenshiro的新型人類肌肉骨骼機器人。

Kenshiro模仿的是日本12歲男性的形象，身高158cm，體重50kg。Kenshiro的身體幾乎反映了人類的所有主要肌肉——腿部50塊，軀幹76塊，肩部12塊，頸部22塊總計160塊仿生肌肉。這些都使得Kenshiro擁有了更加靈活逼真的運動姿態。

這些都還不是Kenshiro最為稱奇的地方。Kenshiro不僅模仿了人類的體型結構，連人類以出汗來散熱的本領都學會了！資料顯示，Kenshiro 機器人全身上下配備了驚人的108具馬達，加上各部位密集的零件、線路及電路板，實在是缺乏空間加裝傳統的風扇和散熱器。於是，研究團隊就開始鑽研利用機器人的金屬骨架來散熱，使得機器人框架成為運輸、傳到冷卻劑的通道。

但是，直接讓水在骨架裡迴圈達到的散熱效果還是不夠的。所以，研究人員想到了模仿人體的排汗機制，讓水從骨架裡自然滲出，通過水的蒸發來帶走熱量。所以他們將傳統的金屬骨架製成了由鋁粉搭配雷射燒結法打造成的特殊結構，骨架是具有極其精細繁複、佈滿微小排水孔道的3D 金屬結構。這樣的結構使得散熱效率比空氣冷卻法高3倍，還節省了大量電力。

有“百變身姿”的軟體機器人

看完了這些強健的腿足機器人，你有沒有想過能夠有一雙柔軟的手能夠撫慰自己被驚嚇的小心臟~

近期哈佛大學的研究人員就研發了這樣一款柔軟抓手——rotary actuated dodecahe-dron（RAD）。

RAD主要被設計用來捕捉、挖掘海底凝膠狀的水生物種，這些物種具有極其脆弱的生理結構。所以需要RAD這樣的軟體機器人來捕捉。

為了實現這個功能，RAD借鑑了摺紙，張開時像具有5片花瓣的花朵，5片花瓣完全相同，是通過3D列印的聚合物，材料質地柔軟耐用。花瓣們被連線到一系列的旋轉接頭上，這些旋轉這頭連載一起形成支架，這樣在閉合時又具有一箇中空的十二面體結構，能夠在觀察到獵物的同時迅速關合並且給活體獵物留下足夠的空間！

目前，這款機器人抓手被安裝在了一款水下機器人機體上，併成功潛入700米海底進行了遠端測試。在這項測試中它成功捕獲並釋放了魷魚、章魚和水母等標本。

未來，RAD還可以配備內建攝像頭，觸控感測器甚至DNA測序技術。因此，除了捕捉海洋生物之外，RAD未來還有更廣闊的研究應用場景。

下面這個軟體機器人外表並不華麗，你能猜出它是用來做什麼的嗎？

這是被一些媒體譽為柔性金箍棒的美國哈佛大學BioDesign實驗室研發的軟體機器人。它可以分佈在手部運動能力全部或部分喪失的患者的手套裡。

也適用於心衰竭和先天性心臟病患者，讓他們終身手術後不用服藥。能夠做到這些，其關鍵因素在於，這款機器人能夠被訊號駕馭，不是簡單的伸縮，而是在訊號的控制下，完成若干種變化。

體積優勢巨大的微型機器人

除了這些巨大的機器人，我們也經常在電影中看到過很多微型機器人，微型機器人在一些有限的空間裡能夠發揮出體積上巨大的優勢。當然，體積上的縮小也意味著技術實現的困難。

一年前，麻省理工大學的研究者們推出了一款新的微型磁力機器人——Primer，Primer看起來就像是一個“外套”。普通的微型機器人只要穿上“外套”就能借助外套改變自身的形狀，功能就像開了掛，無論移動翻滾還是游泳滑翔，都不在話下。

Primer實際上是一種機器人外骨骼，它的大致工作流程是：Primer立方體機器人先移動到平鋪的外骨骼材料上，之後研究人員開始給平板材料施加熱量。當外骨骼加熱收縮時，外層狹縫較窄的邊緣會靠在一起，片材也會朝相反的方向開始彎曲，最後以Primer為中心折疊成特定的形狀。

被外骨骼包裹成車輪狀的機器人，滾動速度是平時的兩倍：

帆船狀機器人可以漂浮在水面上並承載近兩倍的重量:

而滑翔機形狀的外骨骼甚至允許機器人從高處墜落時翱翔。

Primer機器人尺寸僅有幾釐米，由外部磁場遠端控制。一旦完成了特定任務，這個小型磁力機器人可以通過將自己浸入水中來擺脫外部的覆蓋物。也就是說，機器人身上的外骨骼材料可以在水中溶解。

不過在我看來，幾釐米的機器人還不夠那麼微型，前不久英國著名期刊《Nature》上便釋出了一款由德國馬普智慧系統研究所研製的毫米級磁控軟體機器人。

從外表看，這是一段長3.7毫米、寬1.5毫米、厚185微米的長方體機器人。現在還看不出了這個機器人的奇特之處，一旦通過磁場的控制，機器人便可以像軟體動物一樣完成各種指定動作。比如在水下或水面游泳、捲成圓圈滾動、跳過障礙物、在細管中爬行，靈活切換各種運動形式等等。

這款機器人的主體材料為矽膠，內嵌具有磁性的汝鐵硼微顆粒，顆粒的平均直徑為5微米。機器人表面是防水的，也可以被處理成生物相容材料。機器人事先被設定成單波長諧波磁剖面，可以在隨時間變化的磁場控制下改變自身的形態，並能根據地形的不同產生不同的運動模式。

這樣靈活的機器人，其製作過程卻很簡單，大致流程是：把適量矽膠和汝鐵硼微顆粒倒到容器中，用攪拌棒將其攪拌均勻，待其成為黏性膏狀物時，均勻的塗抹在有標定厚度的玻璃板上。待膏狀物晾乾後，用類似於鐳射的工具，準確的切割出想要的尺寸。

然後用鑷子取下即可

可見這款機器人的技術關鍵貌似並不是如何製作一個物理意義上的機器人，而在於如何精準的控制這隻機器人。

互通合作的叢集機器人

叢集智慧（Swarm Intelligence），是指在某群體中，若存在眾多無智慧的個體，它們通過相互之間的簡單合作所表現出來的智慧行為，叢集機器人便是叢集智慧一類。

第一個要介紹的具有叢集機器人特質的便是由哈佛大學研製的機器人Robobee。Robobee是一個只有硬幣大小的輕型無人機。

為了滿足機器人超輕的特質，它們沒有辦法將重量相對較大的電池背在身上，而只能由細細的外接電源線提供電力。這樣雖然暫時滿足了Robobee對電力的需求，但也決定了它沒辦法真正實現自由可控飛行。只能在實驗室小範圍的溜達。

有意思的是去掉電源線的任務哈佛沒有完成，卻被其研發團隊的首批科研人員Sawyer Fuller變相完成了。Sawyer Fuller將相關的部分技術帶到了華盛頓大學，並與華盛頓大學的其他科研人員共同開發了另一款機器人RoboFly。RoboFly成功將兩根細細的電源線去掉，成為全球最小的無線飛行機器人。

據介紹，小小的RoboFly只比牙籤重一丟丟，它是靠鐳射束驅動的。當鐳射束照射到安裝在機器人頂部的光伏電池上時，機器人便能將光能轉化成電能。此時的電能電壓為7V，他們還需要一個電路板將7V的電壓提升到240V，以驅動機器人的兩翼。因為目前團隊只使用固定的鐳射束，所以RoboFly只能完成一小段距離的飛行。