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编译服务: 可再生能源专项服务 编译者: pengh 编译时间: 2017-9-29 点击量: 606

从蝴蝶的翅膀到寄壳的寄居蟹,许多动物必须适应它们的外部特征才能生存。虽然人类不会经历这种蜕变,但我们通常会尝试创造具有类似适应性的功能物体——包括我们的机器人。

尽管你可能在变形金刚电影中看到过,但是今天的机器人仍然是相当不灵活的。它们的每个部分通常都有一个固定的结构和一个明确的目标,这使得它们很难执行各种各样的操作。

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究人员正打算用一种新型的变形机器人来改变这一现状,它是一个超级英雄:它可以用不同的“装备”来改变自己,让它可以执行不同的任务。

这个被称为“初级读本”的机器人可以通过磁铁控制,使它可以行走、滚动、航行和滑翔。它通过穿不同的外骨骼来执行这些动作,这些外骨骼最初是塑料薄片,当加热时可以折叠成特定的形状。当底漆完成了它的任务后,它就可以通过将自己浸泡在水里来摆脱它的“皮肤”,从而溶解了外骨骼。

“如果我们想让机器人帮助我们做事情,那么对每项任务都有不同的任务,这不是很有效的,”Daniela Rus说,他是该项目的首席执行官和首席研究员。他说:“通过这种改变风格的方法,我们可以通过在不同的情况下提供不同的“配件”来扩展单个机器人的功能。”

初级读本的各种形式有各种各样的优点。例如,“车轮机器人”有轮子,它的移动速度是“步行机器人”的两倍。“boat-bot”可以漂浮在水面上,重量几乎是它的两倍。“滑翔机器人”可以跨越更远的距离,这对于部署机器人或切换环境是很有用的。

初级读本甚至可以同时穿多套衣服,就像俄罗斯套娃一样。它可以添加一种外骨骼,成为“行走机器人”,然后与另一种更大的外骨骼进行接触,使其能够携带物体,每秒钟移动两种身体长度。为了部署第二种外骨骼,“行走机器人”在床单上行走,然后用它的四个自折叠的手臂将机器人包裹起来。

“想象一下未来的太空探索应用,你可以把一个机器人的外骨骼发送到火星上,”Shuguang Li说,他是这项研究的合著者之一。“机器人可以通过穿着不同的服装来完成不同的任务。”

这个项目是由Rus和Rus领导的,他是前CSAIL的博士后,现在是约克大学的微博学小组的主任。他们的合著者包括李和研究生Steven Guitron。科学机器人杂志9月27日刊登了一篇关于这项工作的文章。

机器人变形

初级读本的基础是来自于罗斯团队的几个项目,包括可以将自己组装成不同形状和厘米长的微型机器人,这些机器人可以精确地从塑料板上进行定制。

虽然可以改变它们的形状或功能的机器人已经在更大的尺寸上被开发出来,但在更小的尺度上建造这样的结构通常是困难的。

“这项工作是提前在作者的先前的工作,他们已经证明了一项计划,允许创建5个不同的功能,”埃里克•迪勒说,微型机器人专家和多伦多大学的机械工程助理教授,他并没有参与。“以前的工作最多只能在两个功能之间进行切换,比如“打开”或“关闭”。

该团队概述了许多机器人的潜在应用,这些机器人可以通过快速的服装改变来完成多个动作。例如,一些设备需要在一个流中移动。一个具有多种外骨骼的机器人可能会穿过小溪,然后在另一侧携带物体。

“我们的方法显示出,origami制造的制造使我们能够拥有通用的、可访问的、可重复使用的机器人组件,”麻省理工学院电子工程和计算机科学的Andrew和Erna Viterbi教授说。

这些外骨骼在几小时内就被设计出来,在加热几秒钟后就可以折叠成形状,这表明了一种快速制造机器人的新方法。

Diller说:“我可以想象像这样的设备在“微工厂”中使用,在那里,预制的部件和工具可以让一个微型机器人在需求的情况下完成许多复杂的任务。

下一步,该团队计划探索让机器人拥有更广泛的能力,从驾驶水到沙地上的挖洞,再到隐藏它们的颜色。吉伦是一个未来的机器人社区,它共享开源设计的部分,就像3d打印爱好者们在诸如Thingiverse这样的网站上交换想法。

“我可以想象有一天,机器人可以用不同的手臂和附件来定制机器人,”罗斯说。“当你可以更新一个完整的机器人时,为什么要更新它呢?”

这个项目在一定程度上得到了国家科学基金会的支持。

——文章发布于2017年9月27日

 

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