最近幾年,,機(jī)器人發(fā)展迅速。它們以多得驚人的形式,,出現(xiàn)在各種場合,。有的能像人類一樣行走,,像四足動物一樣爬行,像蛇一樣游走,像昆蟲一樣協(xié)調(diào)自如,。
像昆蟲一樣協(xié)調(diào)自如的HEXA
進(jìn)化賦予了動物不同的造型和特點(diǎn),,以幫助它們占領(lǐng)陸地、海洋和天空,。大自然的這些設(shè)計(jì),,成為了機(jī)器人工程師的靈感來源。現(xiàn)在,,就讓我們踏上現(xiàn)代機(jī)器人工業(yè)的基石,,來一次“仿生之旅”吧。
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足以以假亂真的fembot
我保證,,它們都不會咬你的,!
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蛇蛇機(jī)器人
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首先登場的是蛇蛇機(jī)器人,,這些機(jī)器人基本上是由約16個(gè)單獨(dú)的電機(jī)和驅(qū)動機(jī)組成的,。通過改變各個(gè)關(guān)節(jié),我們可以調(diào)整它的三維形狀,,讓它蜿蜒卷曲等等,。這個(gè)機(jī)器人顯然在“蛇行”,但研究者們并沒有去復(fù)制蛇的骨頭和肌肉,,這毫無必要,,他們從一開始就只想復(fù)刻它的靈活性。
蛇蛇機(jī)器人可以像蛇一樣攀緣或鉆入狹窄空間,。更特別的是,,它還可以做到真蛇也做不到的事,比如這樣:
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Salto
蛇蛇機(jī)器人短期內(nèi)還沒法跳起來,,而這一位Salto則擅長彈跳,。它模仿的是嬰猴這種小動物。嬰猴在起跳前會處于蹲伏狀態(tài),,這個(gè)姿勢可以儲存很大的能量,,再在一瞬間內(nèi)釋放。
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嬰猴
Salto這個(gè)“獨(dú)腿俠”可以像嬰猴一樣彈跳,。但這只是起跳而已,,在物體間彈跳更是一個(gè)挑戰(zhàn)。Salto在空中的朝向由它的當(dāng)前位置,、速度目標(biāo)位置和目標(biāo)速度來控制,,它只需要選擇落地的方向,探測與物體的接觸,,然后施加短促的力量讓自己彈起來,。
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機(jī)器蝙蝠
加州理工大學(xué)的研究者們發(fā)明了一種機(jī)器蝙蝠,它有碳纖維骨骼和硅酮翅膀。機(jī)器蝙蝠又是一例科學(xué)家無需嚴(yán)格模仿動物的例子,。這些翅膀的關(guān)節(jié)數(shù)量是9,,而不是蝙蝠翅膀的40。自然選擇花了幾千年塑造蝙蝠,,但是機(jī)器人學(xué)家直接取經(jīng),,還做了簡化。
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DyRET
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除了模仿動物,,機(jī)器人設(shè)計(jì)還可以直接取經(jīng)于進(jìn)化,。例如DyRET,它可以像嬰兒一樣,,在摔跤中學(xué)習(xí)走路,。它會嘗試不同的姿態(tài),然后選擇在特定環(huán)境下最好的一種,。在雪地中,,它可以自動降低重心提高穩(wěn)定性,就像自然界的動物一樣,。就這樣,,它適應(yīng)了環(huán)境。
微型機(jī)器人
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微型機(jī)器人可以搭建復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
機(jī)器人還能模仿集群行為,,螞蟻就是其中一例,。螞蟻擅長兩件事:毀掉你的野餐以及合作建窩。微型機(jī)器人能像螞蟻一樣,,它們有些運(yùn)膠,、有些搭梁,最終建造出驚人的結(jié)構(gòu),。利用這些微型機(jī)器人,,我們可以制造專門用于抓取和移動的零件,例如電阻器和LED的機(jī)器人,,這意味著微型機(jī)器人可以合作搭建出比3D打印更堅(jiān)固的復(fù)雜結(jié)構(gòu),。
MicroTug
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斯坦福的MicroTug的移動方式更有條理。受壁虎腳底的吸附性啟發(fā),,這個(gè)小家伙可以奇跡般地提起相當(dāng)于自身體重2000倍的重物,,這就像是人提起13.6噸重的物體。秘密武器就是橡膠微毛,,它讓機(jī)器人牽拉重物時(shí)能牢牢吸附在地,。通過協(xié)同運(yùn)作,它們甚至能拉動汽車,。
機(jī)器魚
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仿生學(xué)還可以幫助科學(xué)家更好地理解和保護(hù)動物,,比如這條來自MIT的機(jī)器魚,。它通過往尾巴兩側(cè)泵水來游動,其控制信號并不是無線電波,,而是聲波,。這個(gè)機(jī)器人某天將會無需人類控制,自行在珊瑚礁內(nèi)穿梭,,為科學(xué)家?guī)砬八匆姷囊暯�,,來觀察珊瑚生態(tài)系統(tǒng)。
向大自然“偷師”,,仿生機(jī)器人正在大踏步前進(jìn),,并將走到更遠(yuǎn)的地方。
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