如今，機(jī)器人的各個(gè)組件——傳感器、計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器（actuator）、電池等等，在不斷縮小體積的同時(shí)提高效率。設(shè)計(jì)小巧的機(jī)器人，不一定需要在功能上做太多妥協(xié)。但是，日常機(jī)器人仍然要有一個(gè)體積的下限——以便與人交互，在為人類體型設(shè)計(jì)的環(huán)境下工作。開發(fā)者們能通過(guò)設(shè)計(jì)模塊化機(jī)器人，充分利用更小巧的零部件的優(yōu)點(diǎn)。換句話說(shuō)，設(shè)計(jì)出小巧的模塊化機(jī)器人，利用他們的組合搭配，變成各種用途的大型機(jī)器人。

某種程度上，這種模塊化開發(fā)機(jī)器人的方式比傳統(tǒng)方式更難，甚至是指數(shù)級(jí)的難度增長(zhǎng)。如果開發(fā)單個(gè)機(jī)器人已經(jīng)夠復(fù)雜，研發(fā) n 個(gè)機(jī)器人之間的組合的復(fù)雜度，可能是前者的 n 次方。但是，只要開發(fā)者能解決關(guān)鍵的交流和協(xié)作問(wèn)題，模組化機(jī)器人系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)巨大的好處——根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景改變機(jī)器人的大小、組合方式，并且修理和拆裝會(huì)變得極度簡(jiǎn)單。

麻省理工（MIT）最新的的鏈?zhǔn)綑C(jī)器人“ChainFORM”就是模組化思路的結(jié)晶。它是之前 MIT 開發(fā)的蛇形機(jī)器人的升級(jí)版本，該機(jī)器人第一次把模塊化設(shè)計(jì)帶入他們的機(jī)器人系統(tǒng)，你可以根據(jù)需要，截下任意一段機(jī)器人，對(duì)它們重新組合，做各種有意思的事。

和鏈?zhǔn)綑C(jī)器人做簡(jiǎn)單的互動(dòng)

坐姿矯正裝置

鏈?zhǔn)綑C(jī)器人通過(guò)燈光動(dòng)作控制面具表情

MIT 媒體實(shí)驗(yàn)室把鏈?zhǔn)綑C(jī)器人稱為“可變形界面”，這是由于開發(fā)者隸屬“有形媒體組”。如果他們來(lái)自“機(jī)器人組”，一定不會(huì)取這么文藝的名字，而是類似“能閃光的可拆卸模組化蛇形機(jī)器人”的技術(shù)宅命名。每一個(gè)鏈?zhǔn)侥＝M，都在多面搭載了觸摸傳感器、角度傳感器、閃光裝置和一個(gè)基于伺服電動(dòng)機(jī)的作動(dòng)器。

最困難的地方是交流架構(gòu)：MIT 發(fā)明出了能自動(dòng)檢測(cè)出有多少模組、每個(gè)模組之間是如何連接的系統(tǒng)，并且保留了實(shí)時(shí)輸入、輸出功能。由于在任何時(shí)刻，每個(gè)模組的相對(duì)位置和方向都是可知的，你可以用它們做一些很酷的事：比如開發(fā)一個(gè)動(dòng)態(tài)組裝的顯示器，即便在改變模組形狀的時(shí)候仍然能夠正常工作（或者自動(dòng)改變工作模式）。

鏈?zhǔn)綑C(jī)器人對(duì)觸感的識(shí)別

嚴(yán)格來(lái)講，這個(gè)鏈?zhǔn)綑C(jī)器人還不是真正意義的全模組——每個(gè)模塊尚不能夠獨(dú)立運(yùn)作。它們需要被一根電線串聯(lián)在一起供電。對(duì)于整體的操控，有一塊通過(guò) USB 和計(jì)算機(jī)交流的獨(dú)立控制主板。目前，由于連接裝置的電阻，使用一根供電線限制了能夠連接模組數(shù)量：研究人員最多只能連接 21 塊模組，除非在鏈?zhǔn)綑C(jī)器人另一頭再加上一根電線。

即便如此，這些模組的物理力量還是很大的——每個(gè)模組能施展出 0.8 kg/cm 的扭矩，對(duì)于推拉小東西已經(jīng)夠用了。它們推不動(dòng)人的四肢，但是你能感覺(jué)到它們?cè)谟昧Α?duì)于一些觸感反饋應(yīng)用，這已經(jīng)足夠了（未來(lái)集成鏈?zhǔn)綑C(jī)器人的 VR 觸感裝置？）。另外，它們能夠支持自身的大部分重量（能夠像蛇一樣上半身立起）

鏈?zhǔn)綑C(jī)器人手部外骨骼演示

正對(duì)鏈?zhǔn)綑C(jī)器人進(jìn)行功能升級(jí)的研究人員們表示，它的使用價(jià)值有很大提升潛力。據(jù)雷鋒網(wǎng)消息，下一步，他們想要實(shí)現(xiàn)：

1. 在模組的每個(gè)面裝上高清顯示屏；

2. 開發(fā)更多的關(guān)節(jié)連接方式，以連接不同模組；

3. 把每個(gè)模組進(jìn)一步分解，拆為不同相連部件的設(shè)計(jì)；

4. 實(shí)現(xiàn)模組的自我組裝，有些模組化機(jī)器人已經(jīng)做到這點(diǎn)。

研究人員還在討論添加不同的傳感器模組和作動(dòng)器模組，這能提高整個(gè)系統(tǒng)的功能，同時(shí)不會(huì)增加單個(gè)模組的復(fù)雜性。但這同時(shí)意味著，鏈?zhǔn)綑C(jī)器人會(huì)成為一個(gè)由多種模組組成的系統(tǒng)，不再是極簡(jiǎn)主義的、一塊塊相同“鏈條”組成的“鏈?zhǔn)綑C(jī)器人”。

雷鋒網(wǎng)小結(jié)：目前，模塊化機(jī)器人還停留在基礎(chǔ)研究階段。MIT 科研人員雖然發(fā)現(xiàn)了該鏈?zhǔn)綑C(jī)器人的很多應(yīng)用可能（背背佳，外骨骼，做鬼臉等等），但也僅僅是“可能”。目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)能發(fā)揮其專長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景。模組化機(jī)器人的前景如何？應(yīng)用方向到底在哪里？回答這些問(wèn)題很大程度上還是要靠我們的想象。數(shù)十個(gè)機(jī)器人模塊組成的變形金剛或者飛行汽車，或許是該技術(shù)在未來(lái)的表現(xiàn)形式之一，但我們離那一步無(wú)疑還有很遠(yuǎn)。如研究人員所解釋，機(jī)器人的模塊化設(shè)計(jì)看似“省事”，但要真為它找到合適的應(yīng)用，這比開發(fā)其他機(jī)器人，甚至是 Atlas 那樣的人形機(jī)器人或許還要困難。至少我們知道，設(shè)計(jì)模塊化系統(tǒng)需要的想象力，足以讓一流設(shè)計(jì)師窮盡腦汁。

via ieee

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