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机器人行业六大颠覆技术盘点

未知 2019-05-24 11:32

  当前各个国家对机器人技术都是非常的重视,人们生活对智能化要求的提高也促进了机器人的发展,在这样的背景下,机器人技术的发展可以说是一日千里,取得了很多重大的成就,下面笔者就列举一些,让大家感受下当前机器人的神奇魅力。

  肌肉动力行走生物机器人 未来机器人和人一样

  新一代微型生物机器人能收缩肌肉。美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校工程师展示了一类行走生物机器人(bio-bots),由肌肉细胞推动、电脉冲控制,研究人员能对其发号施令。相关论文在线发表于最近的美国《国家科学院学报》上。

  不管你想制造任何种类的生物机器人,由细胞驱动的生物刺激都是一项基本要求。负责这项研究的伊利诺斯大学厄本那香槟分校生物工程主管拉什德巴什尔说,我们正在把工程原理与生物学整合在一起,设计开发生物机器人和用于环境、医疗方面的系统。生物学非常强大,如果我们能学习利用其优势,将带来许多好东西。

  巴什尔小组用3D打印技术造出一种柔韧的水凝胶和活细胞组成的生物机器人。以前,他们也曾用跳动的小鼠心脏细胞造出一种能自己行走的生物机器人,但心脏细胞不停地收缩,让他们无法控制机器人的运动。因此要用心脏细胞来设计生物机器人是很困难的,它不能随意开关、加快或减慢速度。

  新设计的生物机器人受自然的肌腱骨骼启发。据物理学家组织网近日报道,他们用3D打印水凝胶制成主骨,既能支持生物结构,又能像关节一样弯曲。再把一条肌肉锚在主骨上,就像肌腱把肌肉附着在骨骼上。生物机器人的速度由电脉冲频率来控制,频率越高,肌肉收缩越快,生物机器人也就走得越快。

  骨骼肌细胞很有吸引力,你可以用外部信号来调整它的步调。巴什尔说,比如设计一种设备,让它能在感觉到某种化学物质或接到某个信号时开始工作,可以使用骨骼肌。我们把它作为设计工具之一,工程师在设计时,还有不同的方案。

  这完全是自然的,我们的研究基于仿生设计原则,如肌肉骨骼系统的自组织。论文第一作者、研究生卡洛琳茨威特科维奇说,本成果代表了生物机器开发与控制方面的重要一步,能够刺激、训练或培养它们来工作。这种系统最终可能发展成一代生物器,用于药物递送、手术机器人、智能移植、移动环境分析器等。

  下一步,研究人员将加强对生物器运动的控制,像集成神经元那样,用光或化学物质控制生物器向不同方向运动。我们的目标是把这些设备用作自主传感器。巴什尔说,比如,让它能感觉到某种化学物质,朝它运动并释放中和剂。刺激控制生物器是向此目标迈进的一大步。

  日本开发出可伸缩电线 有望用于机器人

  日本综合型化学企业旭化成将于9月1日发售可以像橡皮筋那样伸缩的电线。《日本经济新闻》8月26日报道说,通过在具有弹性的聚氨酯纤维(中国称:氨纶)中以螺旋状嵌入可通电的导线,使得电线可以伸缩,且不易出现松弛。与容易松弛的以往电线相比,自由自在的变形将成为可能。旭化成力争将这种电线应用于实现复杂动作的拟人机器人和穿戴型辅助机器人。

  该电线由旭化成其旗下子公司、从事纺织业务的旭化成纺织公司开发。在拉伸时可以伸长至1.4倍,同时在反复弯曲直至断线的耐久性方面也是以往产品的10-100倍。

  以树脂材料作为保护的一般电线在用于机器人时,在手腕做弯曲动作等的情形下,容易形成松弛或缠绕。而旭化成开发的这种伸缩性电线将可以依照其实施的拟人动作合理布线。

  首先,面向弯曲部分使用电线的工业机器人,旭化成将开拓以往产品的替代性需求。该公司将以ROBODEN(意为机器人电线)的产品名,通过米思米集团总部的电子商务网站销售。在价格方面,1米以内长度为3万日元(约合人民币1772元)左右。旭化成计划向电子企业和精密机械企业等销售,力争3年内实现3亿日元左右的销售额。

  机器人可自行组队 未来发展不可限量

  相信对于有密集恐惧症的人来说,看到1000只排得密密麻麻的小机器人在桌面上一起移动绝对不会感到好受。不过这仍无法阻碍哈佛大学的工程师们打造这样的系统。据悉,研究团队使用了1000只组装简易的小型机器人,每个造价20美元。 据介绍,每组装一个这样的机器人需要5分钟的时间,也就是,他们花费了83多个小时完成了这项艰巨的任务。

  之后,他们为这些小小的机器人提供了多套算法,这样它们就能移动形成多种形状。

  团队负责人、哈佛大学电子工程师Michael Rubestein介绍道:我们打造了一群机器人版的 蜂群 ,它专门以大部队的形式工作。不过(这套系统)也存有一个缺陷,那就是机器人的功能性并不强大,并且还有诸如噪音距离传感及移动困难等多个可变因素。Rubenstein表示,他们希望打造一套可以完成复杂全局任务的机器人蜂群。

  目前,这套系统面临的最大问题并不是组装所需花费的时间,而是如何开发出一套可以精准控制这群小机器人的算法。

  就目前来看,现在这套系统更多的像是机器人对自己的编程控制,而不是执行一个可让人类受益的任务。另外,Rubenstein表示,他们未来将可能用更小的机器人打造一个更大的蜂群,进而了解控制体积更小机器人的方法。

  纳米机器人 身体小 本领大

  机器人居然可以做到这么小,这个小机器人的体型小得可以放入单个细胞之中,这是由美国一家大学开发的,更有望在未来驱动携带药物的纳米机器人,向特定细胞发起攻击。带领该项目研究的是DongleiFan教授,其开发的电机结构非常简单,仅由三部分组成。

  借助一项依托直流/交流电场的专利技术,研究人员可以将之一个个地汇集到一起。与此前的设计相比,这种纳米电机更加长寿(15小时),并且能够维持18000rpm的转速已经相当于一台喷气发动机。

  最小的纳米机器人

  当然,电机的控制性能也出奇的好,除了可以设定开启或关闭,甚至还可以顺时针或逆时针运转。

  机器人自动变形 想要什么变什么

  自己一个人组建家具是件很烦恼的事情;相对而言,逛逛宜家,直接买下它们就有趣多了。但是,洛桑联邦理工学院的研究人员正在研究一种更好的方法。他们正在研究一种在任何你需要的时刻都可以将其简单组装成不同家具的小型模块化机器人,它可以是桌子、椅子、长凳或者任何东西。这比选择一件功效单一的特定家具可实用太多了。

  该研究项目似乎是针对那些残疾人士开展的,因为有一台可以自动装配、并且在需要时刻能够自动翻转的椅子对他们来说意义重大。但是,这个创造对其他人来说,也有很多可开发的潜力。

  如果将其进一步小型化,模块化机器人甚至能够创建一些特有的设计。所以,有一天,你不再需要去浏览宜家的零售目录并且前往它的仓库寻得你的下一套餐厅桌椅。你只需要简单地下载指令,让机器人军团在你的指挥下自动变形为一台新的瑞典图什比风情桌子。

  机器人拥有透视眼 救灾不再睁眼瞎

  据国外媒体报道,目前,美国加州大学最新研制一款具有透视眼能力的机器人,在两个机器人之间释放无线信号,通过测量信号强度的变化,将观察发现墙壁内部的物体。该技术可用于寻找困陷在建筑物中的伤员,或者监控家中的老年人。

  该系统是由美国加州大学科学家YasaminMostofi博士最新研制的,这两个机器人装配着轮子,一个释放无线信号,另一个探测接收信号强度。

  当机器人环绕正方形混凝土建筑物时,彼此离开视线范围之内,它们能够计算出建筑物内部的事物,甚至可以识别出人类。其工作原理是当途经墙壁和其它物体时,测量信号强度的衰减程度。

  通过测量无线信号的衰减情况,机器人可以绘制一张视觉地图,呈现观测大约100秒的透视景象。研究人员指出,这项研究结果非常令人满意,误差不超过5厘米。

  研究小组表示,我们的目标仅是使用无线信号透视厚墙壁观察完全未知区域。这项技术可由任何无线激活装置实现,目前我们赋予机器人透视眼功能。

  虽然一些现代无人操控机器人使用激光扫描器观察前方的物体,但却不能透视邻近的物体或者墙壁。研究人员指出,这项最新技术将是机器人运动设计的革命性创新,赋予无人操控机器人一些新的功能。

  他们认为这项技术潜在广泛应用,其中包括:地震灾难之后的搜寻和营救工作。透视眼机器人无需挖掘便能检测探索考古遗址。

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