快看这些机械人，的确要成精了！

2019-05-22 13:44:12

作者：莔莔

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编纂：Yuki
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从《超能陆战队》到《斗争天使：阿丽塔》，机械人手艺始终是科幻作品所存眷的首要范畴之一。而跟着科学手艺的成长，工业机械人、类人机械人、柔性机械人、纳米机械人等等，早已不再仅仅是科幻小说里的构想。不知不觉间它们已经来到了我们身边，或许很快就会改变我们的生活。《科学：机械人》杂志前段时间评选出了2018年度十大机械人手艺，让我们一路来围观下都有哪些机械人强势出镜吧！

《科学：机械人》杂志。图片起原：sciencemag.org

01	波士顿动力公司的Atlas

Atlas的身高是1.5米，体重则有75公斤，按人类的尺度来讲可谓是一个“小胖子”。然则这个机械小胖子却十分天真，可以在坎坷的地形上行走，在受到干扰时连结均衡，还能像体操活动员一般后空翻。在最新的视频里，它甚至能像人类一般“跑酷”，行云流水般地跳过圆木、跳上层层堆叠的木箱。Atlas使用视觉系统测量到跑酷障碍的距离并调整自身，是机械人动作能力上的一个新冲破。

“活蹦乱跳”的Atlas。

达芬奇SP..

机械人手术是近些年来最主要的手术立异之一，现在越来越多的手术也起头使用机械人来完成。而临床上的进一步应用，则取决于可否持续降低成本并扩展其应用局限。Intuitive Surgical研发的达芬奇..一向是该范畴的前锋。外科大夫能够从一根仅2.5厘米粗细的插管内，掌握三个天真可动的手术对象，同时使用搭钮式内窥镜视察深部病变。

达芬奇SP..。

03	能够生长的柔性机械人

想象一下，若是某种机械人可以模拟葡萄藤、神经元或真菌菌丝的生长过程，并将其放大、加快、进行掌握，该会是如何一种形态？研究人员设计了一种折叠式的管状柔性材料，加压时前部的材料会被向外鞭策，从而使得整个机械人向外生长。这种仿生的柔性机械人设计可以在复杂情况中避开障碍、在管道中进行导航，因而有望用于医疗设备以及索求和搜救机械人的研发。

能够生长的柔性机械人。

04	用来打印柔性机械人的新型材料

液晶弹性体相当于一种具有液晶性质的橡胶，它能够跟着温度的转变而发生形变，作为机械人的执行器使用。在高温下用液晶弹性体墨水进行3D打印，可以轻易地设计并制造出具有特定构造功能的液晶弹性体，有助于大尺寸柔性机械人及其动态功能构造的设计。

液晶弹性体。图片起原：参考文献[1]

仿肌肉执行器

Peano-HASEL是一种透亮且具有传感反馈的柔性执行器，它模拟了肌肉的工作体式，连系了静电和液压道理，在施加电压的时候可以发生线性收缩。这种执行器功能壮大，用途普遍，同时又成本低廉，经由塑封手艺及廉价的商用材料即可生产。它“臂力惊人”，甚至能够举起自身200倍以上的重量。

能够模拟肌肉的执行器。

06	用DNA来组装纳米机械人

DNA不光能够作为遗传物质，还能用作纳米机械人的驱动部件，在纳米标准上折叠成分歧的外形。一个按照设计组装好的DNA“零件”，能够在外部电场感化下进行正确的纳米级活动。这些纳米级机械人系统能够“搬运”分子或纳米颗粒，也能够在纳米标准去合成和组装新型材料。

DNA来组装纳米机械人。图片起原：参考文献[1]

07	仿生振翼机械人：DeIFIy Nimble

仿生机械人手艺既是人类对天然的模拟，同时也有助于人类对其机理的深入懂得。DelFly Nimble是一款可编程的小型扑翼航行器，具有超卓的天真性，可以进行360°侧倾和俯仰翻转。它的巨细约是果蝇的50倍，能够正确地再现果蝇的快速逃逸动作。

仿生振翼机械人：DelFly Nimble。图片起原：参考文献[1]

08	柔性外骨骼：可穿戴式机械人

钢铁侠的战衣固然很魄力，但若看成平时人平常生活中佩戴的外骨骼，就显得有些粗笨了。而下面这种轻盈而有弹性的动力外衣，供应了整合面料设计、传感、掌握和驱动的新方式，可以增加穿戴者的力量、均衡性及耐力。潜在的应用包罗匡助老年人增加肌肉力量，支撑他们的运动性和自力性，以及治疗帕金森病引起的活动障碍等等。

可穿戴式机械人。图片起原：参考文献[1]

09	UR机械人手臂Cobots

工业机械人是最早起头商用的机械人手艺之一。从实验室、工场、物流到外科手术，Universal Robots（UR）机械人手臂起头变得无处不在。新型e系列协作机械人呼应了协同主动化的大趋势，能够经由着手演示而非编程进行进修。借助更完美的平安性设计，机械人能够在更雄厚的情况下与人互动，和人类把持员配合进修、协作。

UR机械人手臂Cobots。

索尼的aibo

在有名的玩具狗aibo降生20年之际，索尼终于推出了它的最新款。它带来了新的外观、更强的语音懂得以及进修能力，能够为儿童及老年人供应感情陪同。它的焦点功能是去懂得用户感触、与用户互动，以及“推想”用户的意图。在此根蒂上，aibo可以“因时制宜”，凭据情况转变进行进修，而不是仅仅遵循编写好的法式执动作作。

aibo可以“因时制宜。图片起原：参考文献[11]

自科幻作家艾萨克·阿西莫夫提出用机械人学（Robotics）一词来描述这一研究范畴以来，机械人手艺已经成长了接近60年。固然这些机械距离真正的自律型机械人还很遥远，但它们已经起头成为这个现代社会弗成或缺的一部门。或许很快，人类就要迈入一个身边遍布机械人的新纪元了呢。

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作者手刺

排版：凝音

题图起原：Unsplash

参考文献：

[1] Yang G Z, Full R J, Jacobstein N, et al. Ten robotics technologies of the year[J]. Sci. Robot., 2019, 4(16): eaaw1826.

[2] https://www.bostondynamics.com/

[3] https://www.intuitive.com/

[4] Hawkes E W, Blumenschein L H, Greer J D, et al. A soft robot that navigates its environment through growth[J]. Science Robotics, 2017, 2(8): eaan3028.

[5] Kotikian A, Truby R L, Boley J W, et al. 3D printing of liquid crystal elastomeric actuators with spatially programed nematic order[J]. Advanced Materials, 2018, 30(10): 1706164.

[6] Kellaris N, Venkata V G, Smith G M, et al. Peano-HASEL actuators: Muscle-mimetic, electrohydraulic transducers that linearly contract on activation[J]. Science Robotics, 2018, 3(14): eaar3276.

[7] Kopperger E, List J, Madhira S, et al. A self-assembled nanoscale robotic arm controlled by electric fields[J]. Science, 2018, 359(6373): 296-301.

[8] Karásek M, Muijres F T, De Wagter C, et al. A tailless aerial robotic flapper reveals that flies use torque coupling in rapid banked turns[J]. Science, 2018, 361(6407): 1089-1094.

[9] Ding Y, Kim M, Kuindersma S, et al. Human-in-the-loop optimization of hip assistance with a soft exosuit during walking[J]. Sci. Robot., 2018, 3(15): eaar5438.

[10] https://www.universal-robots.com/

[11] https://us.aibo.com/

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【拓展阅读】机械人：抢走饭碗，照样带来职业平安？| 王继宏

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