七种神奇的机器人:灵感全部来自于大自然

腾讯数码 2017-07-04 作者:米可

  从很久之前,大自然就是专门用来激发人类的灵感来打造机器人。1739年,法国艺术家Jacques de Vaucanson带来了Digesting Duck,这是一种超现实的机器人,没错,这是模拟鸭子从吃到拉的一种机器人。

  20世纪中期,英国神经科学家William Grey Walter发明了海龟和乌龟机器人,并且以缓慢的动作和贝壳类形状而著称。

  在现代机器人技术中,生物学通常也被视为解决问题的一种方法。能够帮助现代机器人更自然的移动、更好的与世界互动。从飞行的蝙蝠、水里的鱼、犬类、乌贼和章鱼这样的软体动物,大自然给予的灵感,在机器人的研发中被得到了广泛的运用,甚至各种软体机器人也频频出现。

  现在,让我们一起来看看七个最具创意、并且灵感来自于大自然的机器人。

  Octobot软体机器人

  如果你看到上面图片中的半透明章鱼,那么别以为它是什么玩具或模型,它是由哈佛大学研制出的一种全新软体机器人,并且可以完全自主运动。

  这位机器人名叫Octobot,所有的部分都是通过3D打印技术完成,这种“黏糊糊”的机器人来自于哈佛大学的研究小组,并且让人印象深刻的是可以根据自主动力不断前进。

  Otcobot 实际上是一个气动的机器人。为了让它可以移动,研究人员把过氧化氢液体泵入到机器人身体里的两个容储器中。压力推动液体穿过机器人体内的管子,最终遇到一条铂线。铂线催化反应,产生了气体。而气体膨胀,移动到一个叫做“微流体控制器”的小芯片里。它先把气体引入到机器人一半的触手里,然后再引入到另一半触手里,交替反复。

  通过这样交替释放气体,章鱼机器人看起来就像是在跳舞,不断地摆动触手,开始移动。一毫升燃料可以让它移动约八分钟。

  Pleurobo娃娃鱼机器人

  洛桑瑞士联邦理工学院(EPFL)最近研制出一款新型机器人,它可以模仿娃娃鱼的动作,并且可以在水中和陆地上活动,洛桑联邦理工学院给它取了个名字叫做Pleurobot娃娃鱼机器人。

  科学家们通过研究两栖动物爬行和游泳的X光透视视频来进行机器人的设计,据研究人员称,洛桑联邦理工学院以前也曾经制造出过这种娃娃鱼机器人,但如今这台是迄今为止最为仿真的,这也是该学院首个基于动物骨骼的三维运动建立的机器人。

  这台娃娃鱼机器人的骨骼由3D打印而成,此外还装有电动关节和人造中枢系统的电子电路。它的脊椎骨比真正的娃娃鱼要少一些,但是科学家们对骨骼的设计进行了优化,使机器人的动作看起来更真实、更自然。项目负责人Auke Ijspeert称,娃娃鱼机器人可以帮助他们进一步了解脊椎动物的运动方式。

  研究表明,使用弱电流对娃娃鱼的脊髓进行电击,能发现与其爬行方式的关联,而使用强电流电击则与它的游泳方式有关联。在未来,可以通过这些实验制造出神经假肢系统,以帮助那些截肢患者和高位截瘫患者恢复功能。

  蜻蜓无人机机器人

  英国仿生工程创业公司Animal Dynamics开发出了一款带有机翼、模仿蜻蜓扑翼飞行的微型无人机。目前这款无人机从可行性研究进入尝试生产原型机的第二阶段。Animal Dynamics称它有信心今年夏季生产出能用于演示的Skeeter无人机原型,并计划明年底达到实用水平。

  常见的旋翼无人机在有风的天气中,旋翼无人机不能稳定地飞行,甚至相当危险。在空中飞行,旋翼无人机需要强大的动力。而这种模拟蜻蜓的扑翼式飞行方式可以在更恶劣的环境中飞行。

  另外,未来这种无人机可以用于农业领域,利用无人机给需要的农作物精准地喷洒营养素或农药,而非给整个温室内的作物用药。

  Cassie双足机器人

  这个机器人看起来非常奇怪,因为它只有两条腿,没有上半身。它来自于智能机器人公司 Agility Robotics,名字叫做Cassie。Cassie 是一台非常灵活的双足机器人,它比我们过去看到那些拖着沉重步伐、小心翼翼前行的双足机器人,看起来更像灵活的人类在行走。这使 Cassie 更能处理那些人类走起来毫不费力的复杂多样地形。

  Cassie看起来更像一只鸵鸟而不是一个人,公司研究动物行为和动作姿态来寻求设计灵感,研究人员首先想到的是在地上奔跑的鸟类。通过Agility Robotics公司聪明的设计,Cassie的动作更加敏捷、高效和快速。

  SpotMini机器狗

  来自Boston Dynamics最新的四足机器人SpotMini看起来就像是一只可爱的狗狗,它的重量约有25公斤(Alpha Dog约108公斤),站立高度大约61厘米,完全能通过电动驱动,单次充电可运行90分钟。

  SpotMini配备了一套导航、指导和知觉传感器,可实现某种程度的自我运行,但高等级功能依然需要人类控制。它有能力处理一些简单的家务。最酷的就是那个机械臂,可以用来将盘子放到洗碗机里,或者把垃圾扔进垃圾桶,或是在跌到的时候帮助自己站起来。

  机器人皮肤(金色甲壳虫)

  并不是所有机器人都要从外形或姿态上模仿大自然,比如来自MIT的研究人员就从甲壳虫获得了灵感,制造了这个带有传感器的机器人皮肤。金色甲壳虫在被触碰时颜色会发生改变,这些研究人员受到甲壳虫这一特点的启发,研发出这种机器人皮肤。

  研究人员使用3D打印技术,用了一种叫做MultiFab的定制3D打印机来制作这个T形的小玩意,它上面有一个小的圆形物体,当T型的横杆伸展时,它的颜色就会发生变化。

  Festo蝴蝶机器人

  德国的自动化公司Festo一直在机器人设计领域有很多不错的想法。而这款蝴蝶机器人会在一定空间范围内按预先编好的路线飞行,该空间内装了多个红外摄像头,可以用作蝴蝶机器人们的GPS系统。

  它们身上装配了许多红外传感器,避免飞行过程中互相碰撞。当然,还装配了马达及其他配件,可以让它们像真正的蝴蝶一般挥舞自己的翅膀自由飞翔。据悉,这些蝴蝶机器人的翼展有50.8cm,每秒可飞行2.5米,每次充电后可持续飞行3到4分钟。

  当然,从外观上,它们也真的很漂亮。

责任编辑:王超

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