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本文作者: 程弢 | 2016-08-20 14:13 |
軟體機(jī)器人在機(jī)器人領(lǐng)域并不是一個很主流的概念,但現(xiàn)在越來越堵的研究機(jī)構(gòu)在研究這種新型機(jī)器人,電影大白的形象就是軟體機(jī)器人最典型的代表。
日前,來自波蘭華沙大學(xué)物理學(xué)院的研究人員就成功研發(fā)了一個15 mm 軟體機(jī)器人。
這是一款由液晶彈性體(LCEs)制成的軟體機(jī)器人,LCEs暴露在可見光下時會發(fā)生形狀的改變。如果感受到外界的光源,機(jī)器人的形狀就會發(fā)生改變,變成履帶一樣,有了光的照射其身體也會相應(yīng)的收縮進(jìn)而推動身體進(jìn)行移動。
據(jù)了解,通過對光源的控制,該軟體機(jī)器人能完成各種特殊的任務(wù),例如爬陡坡、鉆進(jìn)極其狹小的空間,最不可思議的是,雖然體型不大,但它能四兩撥千斤移動比它個頭大 10 倍的物體,如果在這種機(jī)器人身上安裝一個攝像機(jī)或者麥克風(fēng),甚至還可以應(yīng)用于間諜活動。
通俗點講,軟體機(jī)器人就是一種柔性機(jī)器人,它的模型大多來自于自然界的軟體生物,如機(jī)器蛇、海洋水生動物機(jī)器人等。
材料
軟體機(jī)器人的材料主要是柔性的材料,而不是傳統(tǒng)的剛性連接器和外殼,最簡單的方法就是用3D打印的方式來制作。
驅(qū)動方式
理論上講可以移動比自身重量大100倍的物體,所以其運動原理也很特殊,整個機(jī)器人并不需要用傳統(tǒng)的馬達(dá)等動力裝置驅(qū)動,目前研究機(jī)構(gòu)主要有兩個方向:第一個方法是模仿人或者動物的肌肉來做動作,第二種就是利用環(huán)境的變化來獲取動力,如溫度、空氣以及光照等方式。
軟體機(jī)器人相比剛性機(jī)器人有很多優(yōu)勢,它可以更好適應(yīng)各種環(huán)境,受到外界沖擊后也不會產(chǎn)生大的傷害,在空間狹小、非結(jié)構(gòu)下的環(huán)境下都可以完成復(fù)雜的任務(wù),例如醫(yī)療、軍事及探測領(lǐng)域。另外,其材料可以用3D打印等方式來生產(chǎn),成本也比剛性機(jī)器人要低得多。還有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,軟體機(jī)器人比剛性機(jī)器人擁有更強(qiáng)的計算能力,其重要性不亞于液態(tài)金屬機(jī)器人。
形態(tài)控制
因為軟體機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和材料是非線性的,且擁有多自由度,這導(dǎo)致了機(jī)器人的動作任務(wù)比剛性機(jī)器人更加復(fù)雜,這對算法的要求非常高。目前,形態(tài)計算是一個研究方向,它能實現(xiàn)多樣的物理模型??梢赃@么理解,形態(tài)計算就是機(jī)器人的身體可以實現(xiàn)計算任務(wù),不需要外部算法。
雷鋒網(wǎng)曾介紹過麻省理工學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與人工智能實驗室(MIT CSAIL)主任Daniela Rus在軟體機(jī)器人上的研究,而麻省理工學(xué)院和哈弗大學(xué)是軟體機(jī)器人領(lǐng)域最具實力的兩所高校??梢灶A(yù)見的是,隨著機(jī)器人技術(shù)難點逐漸被攻克,這些小而美的軟體機(jī)器人將會應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域中。
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