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機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

導(dǎo)語(yǔ):剛體機(jī)器人乏力的領(lǐng)域,要靠軟體機(jī)器人來(lái)補(bǔ)短板。

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

雷鋒網(wǎng)注:王煜,香港科技大學(xué)機(jī)器人研究院院長(zhǎng)、機(jī)械及航空航天工程學(xué)系教授。于2015年加入香港科技大學(xué),之前曾在美國(guó)馬里蘭大學(xué),香港中文大學(xué)和新加坡國(guó)立大學(xué)工程學(xué)院任教。目前擔(dān)任IEEE自動(dòng)化科學(xué)與工程雜志高級(jí)主編、IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化雜志和ASME制造科學(xué)與工程學(xué)報(bào)副主編。

以下為王煜教授在2018世界機(jī)器人大會(huì)上的演講內(nèi)容,雷鋒網(wǎng)編輯做了不改變?cè)獾木庉嬚恚?/strong>

剛體機(jī)器人成熟的理論體系及其存在的問(wèn)題

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

美國(guó)十多年來(lái)一直都有研究和更新機(jī)器人的發(fā)展路線圖。其中也提到了很多問(wèn)題,比較突出的有兩個(gè)問(wèn)題:第一,機(jī)械手的靈巧性和操作性;第二,新型機(jī)械手或其它機(jī)器人如何能夠更接近人的操作性能和功能。這兩個(gè)問(wèn)題在之前更新的路線圖中都有提到,并且也講了其發(fā)展方向。但是隨著時(shí)間的推移,我們可以看到,現(xiàn)在機(jī)械手及機(jī)器人的發(fā)展方向仍然不明確,最近幾年發(fā)展路線有很多,而且各不相同。

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

上圖顯示了如果要做靈巧的機(jī)械手,通過(guò)傳統(tǒng)剛體機(jī)器人的做法可以有怎樣的發(fā)展。剛體機(jī)器人在過(guò)去幾十年里一直被作為主要研究路線,這種機(jī)器人研究體系已經(jīng)十分成熟,其中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也得到了全面的發(fā)展和推廣。按照同樣的方式做與人體互動(dòng)的機(jī)器人,或用到更特殊環(huán)境下的機(jī)器人,我們發(fā)現(xiàn)做出來(lái)的機(jī)器人并不完全適用。例如做輔助人走路或其他行動(dòng)能力的機(jī)器人,可以發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)很龐大的剛體機(jī)器人,顯然會(huì)存在很大的局限性。

從學(xué)術(shù)和應(yīng)用的角度回顧過(guò)去機(jī)器人的發(fā)展,尤其是工業(yè)機(jī)器人得到了輝煌的發(fā)展,它所依賴的是系統(tǒng)性的技術(shù),主要是剛體機(jī)器人整個(gè)技術(shù)體系。通過(guò)機(jī)械原理構(gòu)建一個(gè)機(jī)器,這個(gè)機(jī)器能夠運(yùn)動(dòng),再?gòu)膭傮w理論中把剛體去掉,換成真正的結(jié)構(gòu)性材料,再把動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)裝置放進(jìn)去(基本上都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)),最終形成由傳感到控制的完整系統(tǒng),也就是機(jī)器人。

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)看,1876年德國(guó)工程師勒洛就把機(jī)械原理(即剛體運(yùn)動(dòng)學(xué))徹底理順,然后寫(xiě)進(jìn)《機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)》一書(shū)中。從蒸汽機(jī)發(fā)明以后,機(jī)器人的發(fā)展和機(jī)器的發(fā)展都依賴于剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ),然后把驅(qū)動(dòng)、傳感和控制完全建立起來(lái),最終形成一個(gè)系統(tǒng),使得今天有各式各樣的自動(dòng)化機(jī)器,包括汽車、火車,以及工業(yè)機(jī)器人,建立系統(tǒng)地做機(jī)器研究或機(jī)器生產(chǎn)的理論,這套理論已經(jīng)非常成熟了。

軟體材料及軟體機(jī)器人的需求

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

如果想讓機(jī)器人做更多的事情,尤其是和環(huán)境或人類進(jìn)行互動(dòng),我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題——剛體機(jī)器人在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下慣性非常大,接觸到外界就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊,可能會(huì)造成不安全,剛體和軟體的環(huán)境互動(dòng)也并不容易控制。因而,很難用傳統(tǒng)的剛體機(jī)器人做出新一類超出工業(yè)機(jī)器人需求的機(jī)器人。 

我們希望機(jī)器人能夠和環(huán)境、人直接交互,也希望這類機(jī)器人能夠有傳感和直接通信能力,這種機(jī)器人會(huì)為人類帶來(lái)很大的幫助,包括康復(fù)、協(xié)助老人。但是剛體交互性并不好,而且馬達(dá)驅(qū)動(dòng)工作時(shí),控制好馬達(dá)以得到柔性的驅(qū)動(dòng)及互動(dòng)很難,因?yàn)轳R達(dá)的功率一般都很大,現(xiàn)在不能做到那么低功率的柔性控制。

我們需要思考能否找到其它方式,自然會(huì)想到人體。人體雖然有骨骼結(jié)構(gòu),但其外側(cè)有肌肉和皮膚(軟體)作為與外界交互最主要的界面,而不是骨頭直接與外界交互。我們想到改變剛體機(jī)器人框架,換成其他材料做的新機(jī)器人,也就是用軟體材料。相較于剛體材料而言,軟體材料互動(dòng)性好很多,如果用軟體材料做出新的機(jī)器人,可能會(huì)開(kāi)拓出新的應(yīng)用領(lǐng)域。

軟體機(jī)器人的嘗試工作

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

從人體角度來(lái)看,我們肌肉的彈性系數(shù)基本上和橡膠硅差不多,如果用橡膠硅來(lái)做軟體機(jī)器人,從彈性的角度來(lái)看應(yīng)該和人體差不多,于是我們開(kāi)始嘗試用軟塑料一類的材料來(lái)做機(jī)器人,軟體機(jī)器人就此開(kāi)始變成一種新的想法。實(shí)際上這項(xiàng)工作還是相對(duì)比較新的,直到2012年左右,美國(guó)有幾位教授用氣槍為塑膠通氣,能夠做出爬、跳等動(dòng)作的軟體機(jī)器人,可以做到我們所要的軟體機(jī)器人性能。有了這些前沿性、探索性的工作后,大家開(kāi)始清楚看到軟體機(jī)器人的市場(chǎng)前景,例如可以用來(lái)做醫(yī)療機(jī)器人、可穿戴機(jī)器人和玩具機(jī)器人。

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當(dāng)然,我們還需要其它技術(shù),比如傳感技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù),需要柔性的傳感器,也需要柔性的驅(qū)動(dòng)器。柔性傳感器的材料已經(jīng)有人做過(guò)一些研究,但做柔性驅(qū)動(dòng)器就很難了。現(xiàn)在市場(chǎng)上大家有很多的猜想,比如飛機(jī)的機(jī)翼不是現(xiàn)在的固定機(jī)翼,而是柔性的、可變形的機(jī)翼,如果做得好的話,相對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)性能會(huì)更好,所以也會(huì)有更多其它的用處。隨著3D打印技術(shù)的興起,有可能出現(xiàn)更復(fù)雜的軟體機(jī)器人材料。

軟體機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題

機(jī)器人太“硬”了?軟體機(jī)器人了解一下 | WRC 2018

軟體機(jī)器人的發(fā)展需要仔細(xì)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:

1)從學(xué)術(shù)角度來(lái)看,既然做軟體機(jī)器人就需要軟體材料,也會(huì)給你柔性互動(dòng)的本體,里面可能有剛體,也有可能有像人一樣的骨骼,剛體之間也有可能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),我們?cè)谄渲屑尤脬q鏈機(jī)制;

2)軟體當(dāng)中可以加入一些分布性的驅(qū)動(dòng)器和傳感器,如果有分布性的驅(qū)動(dòng)器和傳感器,柔性機(jī)器人的性能就會(huì)變得更好;

3)只有剛體骨架作為傳感,外面的肉體是被動(dòng)的皮膚和肌肉,互動(dòng)性會(huì)低一點(diǎn)。

總體來(lái)講,從學(xué)術(shù)角度來(lái)看,我們要把軟體機(jī)器人看作和人一樣的結(jié)構(gòu)。其中會(huì)有很多問(wèn)題,比如怎樣做這些東西,最終還要看它能夠給你的功能和性能。我們需要知道它的運(yùn)動(dòng)是手、是腳,還是車子,要看最終結(jié)構(gòu)做成什么樣。如果是一個(gè)手,我們就需要設(shè)計(jì)手指,讓手指抓取物體;如果是一個(gè)驅(qū)動(dòng),就要做成腳。軟體的部分需要包含在機(jī)器人的設(shè)計(jì)、傳感和控制整體的框架當(dāng)中,現(xiàn)在基本上沒(méi)有很好的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論,實(shí)際應(yīng)用中仍然是把剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)搬到柔性體當(dāng)中。

個(gè)人覺(jué)得我們需要從最基礎(chǔ)的角度來(lái)看軟體機(jī)器人,主要有三大問(wèn)題:

1)如何定義柔性系統(tǒng)(軟體機(jī)器人系統(tǒng))。機(jī)器人畢竟是要做運(yùn)動(dòng)的,剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)通過(guò)機(jī)械原理可以解決,軟體相關(guān)運(yùn)動(dòng)理論現(xiàn)在還沒(méi)有。

2)如何設(shè)計(jì)/控制柔性系統(tǒng)。我們不可能用鉸鏈和傳感來(lái)解決如何從軟體機(jī)器人當(dāng)中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),以及更復(fù)雜的怎么控制運(yùn)動(dòng)??刂票愠闪朔浅B闊┑氖虑?,因?yàn)橛袩o(wú)窮多的自由度,要看怎么驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人系統(tǒng),最終怎么做到很好的控制。

3)柔性系統(tǒng)制造的材料問(wèn)題。今天我們遇到最主要的問(wèn)題就是軟體機(jī)器人的材料的問(wèn)題,材料給了我們很大的局限性,我們沒(méi)有很好的軟體材料真正來(lái)做最終想要做的軟體結(jié)構(gòu)。 

軟體機(jī)器人系統(tǒng)

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上圖是軟體機(jī)器人系統(tǒng),如果上面有軟體機(jī)器人的結(jié)構(gòu),需要有設(shè)計(jì)方法,然后要有模型,產(chǎn)生動(dòng)態(tài)方程,最終可能有局限性的傳感,不是每個(gè)自由度都有傳感,然后用傳感系統(tǒng)來(lái)做控制,從而產(chǎn)生控制系統(tǒng)。其中最難的是要看什么設(shè)計(jì)、什么架構(gòu)能夠產(chǎn)生人類需要的軟體機(jī)器人,軟體機(jī)器人需要完成什么任務(wù),怎么去實(shí)現(xiàn)這些任務(wù),因而需要做運(yùn)動(dòng)規(guī)劃或任務(wù)規(guī)劃,然后再加上具體的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),產(chǎn)生合適的控制,最終才能設(shè)計(jì)出實(shí)用的軟體機(jī)器人。

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理論上來(lái)講,需要解決的就是這些大框架問(wèn)題,但認(rèn)真做起來(lái)就不是那么容易了。不過(guò)已經(jīng)有人在虛擬空間中解決了這些問(wèn)題。做計(jì)算機(jī)圖形的工程師已經(jīng)想到了這些問(wèn)題,并做出了一個(gè)虛擬的軟體機(jī)器人,它的性能完全是你需要的。其中,上面是一塊很軟的材料,下面有四條腿,如果有理想驅(qū)動(dòng)器就能實(shí)現(xiàn)跳動(dòng)。

這個(gè)軟體機(jī)器人在虛擬環(huán)境當(dāng)中完全能夠?qū)崿F(xiàn)平衡和跳動(dòng),以及做各種其它動(dòng)作。從仿真角度來(lái)講,理想系統(tǒng)中的軟體機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。但是模型是理想的模型,材料可能是線性的或非線性的,驅(qū)動(dòng)能夠產(chǎn)生力,控制系統(tǒng)當(dāng)中的控制方程和控制方法都解決了,加上仿生設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃都是用傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計(jì)方法解決的,這種理想的、模擬的圖形學(xué)軟體機(jī)器人并沒(méi)有變成現(xiàn)實(shí)。變成現(xiàn)實(shí)仍需要找到材料、驅(qū)動(dòng)器和傳感器,都要和模型完全匹配,這在現(xiàn)在來(lái)說(shuō)仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

軟體機(jī)器人的市場(chǎng)潛力

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雖然軟體機(jī)器人在醫(yī)療、國(guó)防和急救領(lǐng)域有需求,但是真正最大的市場(chǎng)還是玩具,而且對(duì)行業(yè)最感興趣的還是迪士尼,迪士尼投入了很多資金,但仍然很難實(shí)現(xiàn)。要找到一個(gè)合適的非線性模型,能夠把這些軟體材料描述得很確切很難;如果非線性更強(qiáng)的話,做控制和其它設(shè)計(jì)也很難。

現(xiàn)在大家非常期待的是通過(guò)3D打印來(lái)尋找適用于軟體機(jī)器人的材料。3D打印的迅速發(fā)展給我們帶來(lái)了一些機(jī)遇,我們可以把不同性能的材料混合起來(lái)使用,最終通過(guò)3D打印得到比較復(fù)雜的柔性系統(tǒng)(例如機(jī)械手指和機(jī)械腿)。我們做的3D打印的手指可以用來(lái)抓蘋(píng)果、抓雞蛋、抓豆腐,但真正用起來(lái)就會(huì)有嚴(yán)重的問(wèn)題?,F(xiàn)在這種利用3D打印實(shí)現(xiàn)的柔性手指還是很柔軟,抓起物體快速移動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)手指會(huì)抖動(dòng),也就是沒(méi)有剛性。又要柔又要?jiǎng)偅跃陀行阅茏儎偠?,這種性能在柔性機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人中還是非常有限的,這也是一個(gè)比較嚴(yán)峻的問(wèn)題。

軟體材料的需求

平常機(jī)器人用的基本都是馬達(dá)、氣動(dòng)或液壓,因?yàn)檫@是傳統(tǒng)大功率機(jī)器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,要是應(yīng)用到軟體機(jī)器人的話,我們自然希望用軟體的材料作為驅(qū)動(dòng)器。最關(guān)鍵的軟體材料就是壓電塑性材料,這類材料有點(diǎn)像硅膠,通電后會(huì)擴(kuò)展和延伸,例如,最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)器就是做一個(gè)氣球,氣球加了氣壓后會(huì)膨脹,膨脹會(huì)帶來(lái)動(dòng)能,也就被認(rèn)為可以作為驅(qū)動(dòng)器。

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原來(lái)的想法就是把這些驅(qū)動(dòng)器做得很好,然后分布性地放到軟體機(jī)器人結(jié)構(gòu)中,每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都可以獨(dú)立控制,這樣就有分布性控制來(lái)做驅(qū)動(dòng),性能也會(huì)好得多,但是做起來(lái)并不容易。最近的做法是做成一個(gè)隊(duì)列,驅(qū)動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一些波,最終可能會(huì)帶來(lái)各種效果,我們做的就是類似踢足球的東西。通過(guò)這種驅(qū)動(dòng)器做到最好的效果也不過(guò)如此了,至多是驅(qū)動(dòng)一條很小的魚(yú)尾巴,抖動(dòng)大概有4-5赫茲,頻率也不會(huì)太高,力也不會(huì)太大,無(wú)非就是變形比較大。

現(xiàn)在行業(yè)當(dāng)中對(duì)軟體機(jī)器人來(lái)講,驅(qū)動(dòng)材料是很大的瓶頸,氣體驅(qū)動(dòng)、液體驅(qū)動(dòng)和壓電驅(qū)動(dòng)效果都不是很好,怎么才能有很好的驅(qū)動(dòng)器才能幫助軟體機(jī)器人的發(fā)展,這也是個(gè)很嚴(yán)峻的問(wèn)題。

軟體機(jī)器人發(fā)展三大關(guān)鍵問(wèn)題

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說(shuō)到最后,現(xiàn)在來(lái)看仍然沒(méi)有一個(gè)路線圖能夠把軟體機(jī)器人怎么發(fā)展理順,實(shí)際上存在三大問(wèn)題:機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理、剛性結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)和反饋。最終要有理論幫助設(shè)計(jì),還要有理論幫助來(lái)做任務(wù)規(guī)劃和路徑規(guī)劃。因?yàn)椴牧系木窒扌蕴珖?yán)重,驅(qū)動(dòng)的可行性太小,設(shè)計(jì)的方法基本上沒(méi)有,所以現(xiàn)在大家能夠做的就是做案例分享,想到好的辦法就做好拿出來(lái)給大家看,把可行性向前推進(jìn)一步。軟體機(jī)器人要越來(lái)越多,小問(wèn)題都有多多少少的進(jìn)展,慢慢地這些成功的案例和經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛉诤显谝黄?,使得軟體機(jī)器人在理論上有所發(fā)展。更重要的是要有適合做軟體機(jī)器人的材料,才有可能給我們提供更好的空間,更適合軟體機(jī)器人發(fā)展。

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今天有很多做塑性材料的公司,但對(duì)軟體材料基本不理解,認(rèn)為我們沒(méi)有市場(chǎng),因?yàn)槲覀冃枰獛坠锞蛪蛄?,他們需要看到的是幾百萬(wàn)噸需要的材料,沒(méi)有那么大的規(guī)模,這些做塑性材料的公司不會(huì)在短期內(nèi)幫我們的忙。個(gè)人認(rèn)為前景應(yīng)該是很好的,但道路還是比較漫長(zhǎng)的。

采訪精選:材料仍是困難,市場(chǎng)看好醫(yī)療和玩具

雷鋒網(wǎng)編輯在大會(huì)上采訪了王煜教授,就軟體機(jī)器人的發(fā)展困境和市場(chǎng)應(yīng)用,王煜教授給出了自己的見(jiàn)解。

  • 軟體機(jī)器人現(xiàn)在發(fā)展到哪一個(gè)階段?

每一個(gè)技術(shù)的發(fā)展都有一定的背景。第一它要有需求,第二個(gè)要有相應(yīng)的技術(shù)可行性。為什么30年以前不提軟體機(jī)器人呢?那時(shí)也會(huì)想到同樣的需求,但是那時(shí)主要的想法還是把鋼體機(jī)器人能夠做的稍微柔一點(diǎn),所以有一種機(jī)器人叫柔性機(jī)器人,柔性機(jī)器人是鋼體機(jī)器人的一個(gè)轉(zhuǎn)變,但是用的材料還是鋼體材料,無(wú)非是和鋼體機(jī)器人相比相對(duì)薄一點(diǎn)、軟一點(diǎn),有一定的柔性性能。

同時(shí),軟體機(jī)器人還面臨一個(gè)大問(wèn)題,即機(jī)器人設(shè)計(jì)的問(wèn)題。用軟材料來(lái)做機(jī)器人時(shí),傳統(tǒng)用金屬制造機(jī)器人的那一套經(jīng)典成熟的方法就無(wú)法適用。我們現(xiàn)在的機(jī)器人實(shí)際上按照傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展而來(lái),鋼鐵、鉸鏈、馬達(dá)驅(qū)動(dòng),學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的人都會(huì)在大學(xué)里學(xué)到這一套理論,80年代這些理論就已經(jīng)被德國(guó)掌握了,現(xiàn)在的學(xué)生也都在學(xué)這個(gè)。從機(jī)械原理到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到驅(qū)動(dòng)、控制、傳感,這一套理論都已經(jīng)非常成熟了,所以現(xiàn)在的鋼體機(jī)器人做的非常好。我以后也會(huì)做軟體機(jī)器人相關(guān)研究,現(xiàn)有的這套傳統(tǒng)機(jī)械理論無(wú)法適用于軟體機(jī)器人,你需要尋求一個(gè)新的方法,從基礎(chǔ)理論上來(lái)講,現(xiàn)在還沒(méi)有突破,我們很多人也在研究,但這需要時(shí)間。最終要形成一套體系,要從原理、設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、控制、傳感,做成一個(gè)完整的體系。這個(gè)體系經(jīng)濟(jì)、可行、適用,然后推廣出去?,F(xiàn)在行業(yè)內(nèi)都在做探索,你會(huì)發(fā)現(xiàn)軟體機(jī)器人這個(gè)領(lǐng)域百花齊放,每一個(gè)人都有一個(gè)想法,每一個(gè)人都有不同的的嘗試,但都還沒(méi)有形成一個(gè)完整的體系。

  • 請(qǐng)您介紹一下當(dāng)下機(jī)器人材料的發(fā)展情況?

從材料的發(fā)展來(lái)看,我們最開(kāi)始沒(méi)有把材料作為一個(gè)很重要的需求,所以并沒(méi)有做這方面的研究。但現(xiàn)在有需求了,做材料的人就會(huì)把它做好,但是需要時(shí)間。從鐵到銅、鋼、鈦合金、鋁,到現(xiàn)在各式各樣的復(fù)合材料的發(fā)展來(lái)看,材料研究是很漫長(zhǎng)的過(guò)程,所以做材料需要時(shí)間,但一定會(huì)慢慢做好。

最近這幾年大家看到軟體材料,特別是從生物體這個(gè)角度考慮,也就是仿生的角度來(lái)看機(jī)器人的發(fā)展,機(jī)器人制造要用一些非金屬材料,一些具有軟性的人工合成材料,就會(huì)聯(lián)想到塑料、橡膠(包括自然橡膠和人工橡膠)等材料。最近幾年的發(fā)展和突破在于出現(xiàn)了一些新的合成材料,這些新材料可以安裝驅(qū)動(dòng),之后就可以通電了。換句話說(shuō),如果這個(gè)新材料具有軟體特征,又可以通電的話,那么如果我們改變?cè)械膫鹘y(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法,利用新的軟體材料進(jìn)行全新設(shè)計(jì),是否可以制造出軟體機(jī)器人呢?

所以在新材料與新技術(shù)的驅(qū)使下,我們開(kāi)始嘗試,并且結(jié)果也讓人興奮。2012年左右,有幾位化學(xué)教授把一些軟膠材料拿來(lái)進(jìn)行嘗試,制作了一些能夠表現(xiàn)機(jī)器人性能的簡(jiǎn)單的軟體機(jī)器人,行業(yè)和學(xué)術(shù)界非常看好,因此之后投入了更多的精力與資金研發(fā)軟體機(jī)器人。軟體機(jī)器人能有如今的發(fā)展,靠的就是先前的創(chuàng)始者和開(kāi)拓者為我們指路,我們才有如今的突破與發(fā)展。

  • 軟體機(jī)器人的市場(chǎng)應(yīng)用前景如何?

從軟體機(jī)器人應(yīng)用的角度來(lái)看,最好的應(yīng)用點(diǎn)是醫(yī)療和康復(fù),例如軟體手或軟體臂。我們希望能夠造出一種用于康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)器人幫助需要做康復(fù)訓(xùn)練的患者,在康復(fù)過(guò)程中,機(jī)器人可以與人的手臂和腿進(jìn)行互動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

當(dāng)下具有互動(dòng)功能的機(jī)器人需求特別迫切,而軟體機(jī)器人從它的功能性上來(lái)講非常合適。在業(yè)界應(yīng)用中大家最先想到,也是最先希望做的就是康復(fù)機(jī)器人。

第二個(gè)我們希望軟性機(jī)器人的手指可以做到如同人類的手指一樣靈活。因?yàn)檫\(yùn)用鋼體結(jié)構(gòu)加上鉸鏈、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)做機(jī)器手已經(jīng)做了40年了,但是突破還是不大。所以我們就想能不能用軟體機(jī)器人來(lái)做機(jī)器手。這方面現(xiàn)在有一些進(jìn)展,但不是很大,主要還是由于材料和驅(qū)動(dòng)的局限性。

但是從市場(chǎng)的角度來(lái)看,最大的、最具有前景的市場(chǎng)其實(shí)是玩具。雖然我們現(xiàn)在看到的軟體玩具很少,但是你可以想象把動(dòng)畫(huà)片里的動(dòng)畫(huà)人物,不僅僅是在屏幕上呈現(xiàn)出來(lái),還可以通過(guò)軟體機(jī)器人的形式做成實(shí)際的人物形象放在家里與孩子互動(dòng),這個(gè)市場(chǎng)是無(wú)窮大的。就行業(yè)對(duì)軟體機(jī)器人的投資上來(lái)講,美國(guó)迪士尼實(shí)際上投資是最大的。雖然迪士尼很低調(diào),但是這仍然可以顯示出軟體機(jī)器人在玩具市場(chǎng)中應(yīng)用的前景。但軟體機(jī)器人玩具的生產(chǎn)難度會(huì)更大,因?yàn)椴荒苎b馬達(dá),不能走電線。像迪士尼的投資已經(jīng)有所回報(bào)了,所以現(xiàn)在的投資力度就沒(méi)有最開(kāi)始那么大,因?yàn)榇蠹乙庾R(shí)到材料和技術(shù)方面的局限性。

國(guó)防、消防、急救這些方面,市場(chǎng)規(guī)模本身來(lái)講不大,但它的需求也是非常迫切的,因?yàn)殛P(guān)系到民生安全的問(wèn)題。所以現(xiàn)在也有一些科研單位也開(kāi)始著手研究,一些政府也在支持。但真正最后能夠推廣到商業(yè)領(lǐng)域的,我認(rèn)為還是醫(yī)療康復(fù)和教育玩具。

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